Java并发包源码分析

* @param initialCapacity初始容量，必须是2的幂，默认值为16
* @param loadFactor加载因子，元素个数 > capacity*loadFactor 时会进行扩容，默认值为0.75
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;
    // 计算获得：>initialCapacity并最接近initialCapacity且是2的幂的数字
    // 之所以需要2的幂，是因为：
    //    1.计算节点在 map 中的位置时需要位运算
    //    2.resize时计算节点在 扩容后的 map 中的位置时需要位运算
    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
​
static final int hash(Object key) {
    // 当数组的长度很短时，只有低位数的hashcode值能参与运算。
    // 而让高16位参与运算可以更好的均匀散列，减少碰撞，进一步降低hash冲突的几率。并且使得高16位和低16位的信息都被保留了
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
​
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        // 第一次调用 put（table = null）或者 tab 长度为 0 时进入
        // 调用 resize 设置 table
        n = (tab = resize()).length;  // 创建了 table 数组
    // 计算 value 应在数组哪个位置，判断该位置节点是否为 null
    // tab[i = (n - 1) & hash] 相当于取模运算，但是位运算更快，需要 n 等于2的幂
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        // 如果节点为 null，说明此位置无哈希冲突，创建节点赋值即可
        tab[i] = newNode(hash, key, value, next:null);
    else {
        // 发生了哈希冲突
        Node<K,V> e; K k;
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            // 当前位置节点的key与要设置的key相同，说明是修改key的value
            e = p;  // 将当前位置的节点直接复制给e
        else if (p instanceof TreeNode)
            // 如果当前节点是 tree 树形结构
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            // 循环判断当前节点的链表结构，判断链表上的每个node
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    // 如果到了链表尾部，还没有发现相同的key，说明是新增key
                    // 在尾部新增节点，注意此时e为null
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 判断是否需要树化，如果链表上已经有8个节点了，再新增就需要进行树化
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    // 当前位置节点的key与要设置的key相同，说明是修改key的value
                    break;
                p = e;
            }
        }
        // 判断e是否为null，不为null说明是修改key的value
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                // 如果允许修改值，或者旧值为null，则修改（用于 putIfAbsent 方法）
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;  // 返回旧的值
        }
    }
    ++modCount;  // 修改次数，用于 fast-fail 机制
    // 判断当前元素个数是否>resize阈值
    if (++size > threshold)
        // 扩容
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

final Node<K,V>[] resize() {
    // 获取扩容前的 table
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    // 扩容前的 table 长度
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    // 扩容前的 table 扩容阈值
    int oldThr = threshold;
    int newCap, newThr = 0;
    if (oldCap > 0) {
        // 如果旧 table 不为null，且长度 > 0
        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            // 如果扩容到最大节点个数（1 << 30），则不再扩容
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return oldTab;
        }
        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
            // 如果扩容为 2 倍后还小于最大节点个数（1 << 30），则扩容为 2 倍
            newThr = oldThr << 1; // double threshold
    }
    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
        newCap = oldThr;
    else {               // zero initial threshold signifies using defaults
        // 第一次调用put会进入，赋默认值
        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;  // 16
        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);  // 12
    }
    if (newThr == 0) {
        float ft = (float)newCap * loadFactor;
        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
    }
    threshold = newThr;  // 扩容后的阈值
    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];  // 扩容后的 table
    table = newTab;  // 替换 table
    
    // 迁移旧节点值
    if (oldTab != null) {
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                // 当前位置节点不为 null
                oldTab[j] = null;
                if (e.next == null)
                    // 只有一个节点，直接把节点迁移过去
                    // 计算迁移后的位置，要不不变，要不是旧cap+当前位置下标
                    // 位计算更快，需要 newCap 等于 2的幂
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                else if (e instanceof TreeNode)
                    // 树状节点，走树状逻辑
                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                else { // preserve order
                    // 已经是链表
                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                    Node<K,V> next;
                    do {
                        next = e.next;
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                            // 坐落到原位置
                            if (loTail == null)
                                // 第一次
                                loHead = e;  // 设置头
                            else
                                loTail.next = e;  // 形成链表
                            loTail = e;  // 设置尾
                        }
                        else {
                            // 坐落到新位置=旧cap+当前位置下标
                            if (hiTail == null)
                                // 第一次
                                hiHead = e;  // 设置头
                            else
                                hiTail.next = e;  // 形成链表
                            hiTail = e;  // 设置尾
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    if (loTail != null) {
                        // 将链表插入到原位置
                        loTail.next = null;
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    if (hiTail != null) {
                        // 将链表插入到新位置
                        hiTail.next = null;
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
}