java8 hashMap介绍 源码分析

hashMap是我们常用的用来存储数据的集合，是通过key,value的键值对来存放数据的，可以通过key来取回value,然后key在hashMap中是唯一的，不同的key可以对应相同的value。



图画的有点丑，但可以理解一下，在存储地址碰撞的时候，会用链表来存储，但在链表长度大于一定数量时，会转换成红黑树结构。

hashMap类的声明

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

主要字段

//默认的初始化大小（16）
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
//最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//加载因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//存储数据的表
transient Node<K,V>[] table;
//容量大小
transient int size;
//修改次数
transient int modCount;
//当size大于threshold的时候，会resize,threshold=capacity*loadFactor
int threshold;
//装载因子用来衡量HashMap满的程度
final float loadFactor;

构造方法

//设置初始容量和装载因子
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
//这段代码是将传入参数的最高位开始一直到末位全部置1，int n = cap - 1是为了防止已经是2的幂次方了，那样的话生成的值会比所需的容量大一倍
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
//设置初始化容量，装载因子使用默认值
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
//各参数都使用默认值
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
//将map转换为HashMap
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);
}

get方法

//通过key来获取值
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
//若是红黑树，则用红黑树的方法来获取对象
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
//遍历节点，直到找到key的对应值
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}

put方法

//传入键值队
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
//创建临时变量
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//若hashMap还是空的话

dee0
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//设置大小，然后将大小放入n
n = (tab = resize()).length;
//(n - 1) & hash才是hashMap存放键值对的位置，这里看该位置是否已经有值了
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
//若还没有值，则插入第一个键值对，因为是第一个，所有后面没有其他键值对
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
//若两个值的hash值相同，并且key相同
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//如果该练表已经转换为了红黑树，那么用红黑树的方式插入该新节点
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//还是链表结构，binCount计数，如果大于8就要转换成红黑树
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {

if ((e = p.next) == null) {
//在链表尾部插入新节点
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//新增节点后如果节点个数到达阈值，则将链表转换为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//查找链表中key和插入key是否一致，一致的话位置找到
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//这个key的节点已经存在了
if (e != null) { // existing mapping for key
//保存老的值
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
//里面是空的，应该可以自己继承类重写方法
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
//修改次数加1
++modCount;
//当size大于零界点
if (++size > threshold)
//扩容
resize();
//里面是空的，应该可以自己继承类重写方法
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
return new Node<>(hash, key, value, next);
}

//根据key来移除对象
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
//根据key的hash值找到对应位置的链表，如果链表的第一个元素的key和要删除元素的key不一致，说明没有找到，继续往后找
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
//如果该练表已经转换成了红黑树，那么用红黑树的方式查找
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
do {
//顺着链表往下找
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
//找到后跳出循环
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
//找到该节点位置后
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
//找到该节点后，如果是黑红树，那么用红黑树的方法删除
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
//如果是链表的第一个节点，那么让下一个节点变成第一个节点
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
//如果找到的节点不是链表的第一个节点，此时p是node的前一个节点，然后跨过要删除的节点，相当于将节点删除了
p.next = node.next;
//修改次数加1
++modCount;
//容量减一
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}

1.HashMap不是线程安全的，多线程环境要自己加锁控制。

2.HashMap可以通过key，value的键值对来存储数据，当key不能重复（null可以作为key）。

3.HashMap会遇到碰撞问题，即不同的key有相同的存储位置,所以用链表结构来维护，当节点数量过多的时候，为了提高性能，会将链表结构转换为红黑树结构。