HashMap内部
先new一个HashMap
让我们点击HashMap<String,String> map = new HashMap<>();看看内部发生了什么。
第一步：
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
}DEFAULT_LOAD_FACTOR是什么？这是一个默认的加载因子，具体为什么是0.75我也不清楚，百度了一下，说0.75是“哈希冲突”和“空间利用率”矛盾的一个折衷。
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;这就完了，可以看到，new一个HashMap，其实除了在堆内存中开辟一块空间存放这个对象，其实只是给这个HashMap的loadFactor成员变量赋值为0.75f。
put一个key-value
map.put(“a”,“aa”);
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}put方法里调用了putVal方法，第一个参数对key做了处理。 点击hash(key)，看看内部发生了什么：
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
//重点：(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
//1.调用key的hashCode方法，得出的结果赋值给局部变量h
//2.将h右移16位
//3.将h和(h>>>16)进行异或运算
//好吧，这里具体为啥这样我也不知道，但是可以理解为生成一个处理过的hash值
}在看putVal之前，先看看HashMap中的几个重要的成员变量
- Node节点内部类
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key; //存放传入的key值
V value; //存放传入的value值
Node<K,V> next; //指向下一个节点，看到这里，其实可以猜测，HashMap里可能用到了链表
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
...
}- table：用transient修饰，表示序列化时不会被包括在内 transient Node<K,V>[] table; //内部维护的一个Node节点类的数组
- threshold：用于扩容的临界值 int threshold； //用于扩容的临界值
- TREEIFY_THRESHOLD：链表变为红黑树的临界值 static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; //默认为8
- DEFAULT_INITIAL_CAPACITY：默认初始化容量 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; //1*2^4=16 默认初始化容量为16
- MAXIMUM_CAPACITY：最大容量 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //最大容量:2^30=1073741824 以上是接下来会用到的一些内部成员，认识之后来看一下putVal方法是如何将key-value放到HashMap中的
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //定义一些局部变量
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//如果table是空数组或者长度为0，则进行扩容。
//这一步只有两个作用：1. 对第一次put的空HashMap进行扩容 2. 将原先table的长度或者第一次扩容后的长度赋值给n，用于后面计算放置key-value的位置
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
//重点：(n - 1) & hash] n为第一次放入key-value后扩容的值16或者是原先的长度，n-1代表最大的索引位，
//使用(n-1)&hash，得到的值必然是0~最大索引位之间的一个数，所以得到的值可以用来做放入key-value的位置
//如果位置不为null，则还获取到了位置上的已有元素赋值给p变量
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//这里在没有Node的空位置上放入了传入的key-value
else { //如果算出来的位置上已经有了元素
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash && //如果发现这个位置的元素的key是和这次传入的key一致，则覆盖掉原有的元素
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode) //如果位置上的节点是红黑树结构
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else { //如果位置上的节点是链表结构
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) { //一直循环，直到链表的最后一个节点都没有找到相同的key
p.next = newNode(hash, key, value, null); //将新的节点加到链表最后
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) //此时如果链表的长度达到了一个临界值8，则将链表结构转换为红黑树结构
treeifyBin(tab, hash);//点开treeifyBin发现，只有table的长度大于64了才去转换为红黑树结构，不然继续扩容，重新排列元素
break;
}
if (e.hash == hash && //这里是在链表中找到了相同的key，则执行覆盖操作
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount; //修改次数++
if (++size > threshold) //放置新元素后的size大于临界值，则扩容重排
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}resize方法：第一次添加则初始化16；达到临界值则二倍扩容 oleCap–旧容量 newCap–新容量 oldThr–旧临界值 newThr–新临界值
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table; //获取旧的Node数组
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; //获取旧容量
int oldThr = threshold; //获取旧临界值
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
//如果旧容量大于0且大于了最大的容量，将临界值赋值为最大的int，直接返回旧的Node数组。
//这个操作是否说明：HashMap的容量已经太大了，不处理了，直接扩大临界值到最大，不再扩容
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && //这里newCap = oldCap << 1执行了二倍扩容
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; //二倍临界值
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { //这里在第一次put时执行
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; //newCap赋值为16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); //newThr赋值为12 16*0.75=12
}
if (newThr == 0) { //？这里的代码会在什么情况下执行？
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
//以下开始扩容
threshold = newThr; //赋值临界值
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; //生成一个扩容后的新的空数组
table = newTab; //将新的空数组复制给table
if (oldTab != null) { //这里对旧数组里的元素进行重新排列放到新的table中
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {//如果有元素,用临时变量e去接受该Node
oldTab[j] = null;//该位置赋值为null
if (e.next == null) //如果只有一个元素
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;//把e重新放到新数组的某个索引位
else if (e instanceof TreeNode) //如果不止一个元素且是树结构
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // 如果不止一个元素且是链表结构
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do { //对链表中的每个Node重排
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}put大致步骤 1.HashMap中维护了一个Node类型的数组–table;创建对象时，只对loadFactor初始化为0.75，table还是保持null 2.当第一次put时，初始table的容量为16，临界值为12 3.每次put调用putVal方法: ①先获取key的二次哈希值并进行取与运算，得出存放位置 ②判断该存放位置是否有元素，如果没有直接存放，如果该位置有元素，则进行继续判断： 2.1如果和当前元素内容相等，则覆盖； 2.2如果不相等，则判断当前的桶是链表结构还是红黑树，按照对应结构的判断方式进行判断，有则覆盖，无则增加 ③将size++后判断size是否超过临界值，如果超过则resize()进行二倍扩容，并打乱原来的顺序重新排列 ④当一个桶中的链表节点数>8，且table的容量大于64时，将链表结构变成红黑树
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原始发表：2020-06-01，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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