HashMap

HashMap底层机制及源码刨析

• 扩容机制【HashSet相同】

  1.HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
  2.当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为0.75
  3.当添加key-val时，通过key的哈希值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素，
  如果没有元素则直接添加。如果该索引处有元素，继续判断该元素的key和准备加入的key是否
  相等，如果相等，则直接替换val；如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处
  理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容
  4.第一次添加，则需要扩容table容量为16，临界值（threshold）为12（16*0.75）
  5.以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的两倍（32），临界值为原来的两倍，即24，以此类推
  6.在Java8中，如果一条链表的元素个数超过TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小>=
  MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树）

• HashMap小结

  1.Map接口的常用实现类：HashMap、HashTable和Properties
  2.HashMap是Map接口使用频率最高的实现类
  3.HashMap是以key-val对的方式来存储数据（HashMap$Node类型）
  4.key不能重复，但是值可以重复
  5.如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-val，等同于修改（key不会替换，val会替换）
  6.与HashSet一样，不能保证映射的顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的
  （JDK8的hashMap底层：数组+链表+红黑树）
  7.HashMap没有实现同步，因此线程是不安全的，方法没有做同步互斥的操作，没有synchronized

• HashMap源码解读

  // 1.执行构造器 new HashMap()
    初始化加载因子 loadfactor = 0.75
  HashMap$Node[] table = null;
  // 2.执行put
    public V put(K key,V value) {    // K = "java" value = 10
      return putval(hash(key), key, value, false, true);
  }
  // 3.执行putVal
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;        //辅助变量
            //如果底层的table，数组为null，或者length = 0，就扩容到16
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
            // 取出hash值对应的table的索引位置的Node，如果为null，就直接把加入的
            // k-v创建成一个node，加入该位置即可
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;        // 辅助变量
              // 如果table的索引位置的key的hash相同和新的key的hash值相同，
              // 并满足（table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象 || equals返回真）
              // 就认为不能加入新的k-v
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)    //如果当前的table的已有的Node是红黑树，就按照红黑树添加
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                  // 如果找的的结点，后面是链表，就循环比较
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {    // 死循环
                      // 如果整个链表，没有和塔相同的，就加入到该链表的最后
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                          // 加入后，判断当前链表的个数，是否已经到达了8个，到达后
                          // 就调用treeifyBin方法进行红黑树的转换
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                      // 如果在循环比较过程中，发现有相同，就break就只是替换
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;    // 每增加一个Node，就size++
        if (++size > threshold)    // 如果size > 临界值，就扩容
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }
  // 5.关于树化
        // 如果table为null，或者大小还没达到64，暂时不能树化，而是进行扩容
        final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();