13518219792
十分钟就要深入理解HashMap源码，看完你能懂？我觉得得再多看一分钟，才能完全掌握！
终于来到比较复杂的HashMap，由于内部的变量，内部类，方法都比较多，没法像ArrayList那样直接平铺开来说，因此准备从几个具体的角度来切入。
HashMap的每个存储位置，又叫做一个桶，当一个Key&Value进入map的时候，依据它的hash值分配一个桶来存储。
看一下桶的定义：table就是所谓的桶结构，说白了就是一个节点数组。
transient Node[] table;
transient int size; HashMap是一个map结构，它不同于Collection结构，不是存储单个对象，而是存储键值对。
因此内部最基本的存储单元是节点：Node。
节点的定义如下：
class Node implements Map.Entry {
final int hash;
final K key;
V value;
Node next;
} 可见节点除了存储key,vaue,hash三个值之外，还有一个next指针，这样一样，多个Node可以形成一个单向列表。这是解决hash冲突的一种方式，如果多个节点被分配到同一个桶，可以组成一个链表。
HashMap内部还有另一种节点类型，叫做TreeNode：
class TreeNode extends LinkedHashMap.Entry {
TreeNode parent; // red-black tree links
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode prev; // needed to unlink next upon deletion
boolean red;
} TreeNode是从Node继承的，它可以组成一棵红黑树。为什么还有这个东东呢？上面说过，如果节点的被哈希到同一个桶，那么可能导致链表特别长，这样一来访问效率就会急剧下降。 此时如果key是可比较的(实现了Comparable接口），HashMap就将这个链表转成一棵平衡二叉树，来挽回一些效率。在实际使用中，我们期望这种现象永远不要发生。
有了这个知识，就可以看看HashMap几个相关常量定义了：
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;插入接口：
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}put方法调用了私有方法putVal，不过值得注意的是，key的hash值不是直接用的hashCode，最终的hash=（hashCode右移16）^ hashCode。
在将hash值映射为桶位置的时候，取的是hash值的低位部分，这样如果有一批key的仅高位部分不一致，就会聚集的同一个桶里面。（如果桶数量比较少，key是Float类型，且是连续的整数，就会出现这种case）。
执行插入的过程：
V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//代码段1
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node e; K k;
//代码段2
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//代码段3
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//代码段4
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//代码段4.1
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//代码段4.2
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//代码段5
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
//代码段6
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
} 了解了put方法，remove方法就容易了，直接讲解私有方法removeNode吧。
public V remove(Object key) {
Node e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
Node removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node[] tab; Node p; int n, index;
//代码段1
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
//代码段2：
Node node = null, e; K k; V v;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
//代码段3:
else if ((e = p.next) != null) {
//代码段3.1:
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode)p).getTreeNode(hash, key);
else {
//代码段3.2:
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
//代码段4:
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
//代码段4.1:
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
//代码段4.2:
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
//代码段4.3:
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
} rehash就是重新分配桶，并将原有的节点重新hash到新的桶位置。
先看两个和桶的数量相关的成员变量
final float loadFactor;
int threshold;桶的扩展策略，见下面的函数，如果需要的容量是cap，真实扩展的容量是大于cap的一个2的冥次。
这样依赖，每次扩展，增加的容量都是2的倍数。
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;
}这是具体的扩展逻辑
Node[] resize() {
//此处省略了计算newCap的逻辑
Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
//分支1
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
//分支2
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
//分支3
else { // preserve order
//此处省略了链表拆分逻辑
}
}
}
return newTab;
} 由于新桶的数量是旧桶的2的倍数，所以每个旧桶都能对应2个或更多的新桶，互不干扰。 所以上面的迁移逻辑，并不需要检查新桶里面是否有节点。
可见，rehash的代价是很大的，最好在初始化的时候，能够设定一个合适的容量，避免rehash。
最后，虽然上面的代码没有体现，在HashMap的生命周期内，桶的数量只会增加，不会减少。
所有迭代器的核心就是这个HashIterator
abstract class HashIterator {
Node next; // next entry to return
Node current; // current entry
int expectedModCount; // for fast-fail
int index; // current slot
final Node nextNode() {
Node[] t;
Node e = next;
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
return e;
}
} 简单起见，只保留了next部分的代码。原理很简单，next指向下一个节点，肯定处在某个桶当中(桶的位置是index)。那么如果同一个桶还有其他节点，那么一定可以顺着next.next来找到，无论这是一个链表还是一棵树。否则扫描下一个桶。
有了上面的节点迭代器，其他用户可见的迭代器都是通过它来实现的。
final class KeyIterator extends HashIterator
implements Iterator {
public final K next() { return nextNode().key; }
}
final class ValueIterator extends HashIterator
implements Iterator {
public final V next() { return nextNode().value; }
}
final class EntryIterator extends HashIterator
implements Iterator> {
public final Map.Entry next() { return nextNode(); }
} KeySet的部分代码：这并不是一个独立的Set，而是一个视图，它的接口内部访问的都是HashMap的数据。
final class KeySet extends AbstractSet {
public final int size() { return size; }
public final void clear() { HashMap.this.clear(); }
public final Iterator iterator() { return new KeyIterator(); }
public final boolean contains(Object o) { return containsKey(o); }
public final boolean remove(Object key) {
return removeNode(hash(key), key, null, false, true) != null;
}
} EntrySet、Values和KeySet也是类似的，不再赘述。
1、key&value存储在节点中；
2、节点有可能是链表节点，也有可能是树节点；
3、依据key哈希值给节点分配桶；
4、如果桶里面有多个节点，那么要么形成一个链表，要么形成一颗树；
5、装载因子限制的了节点和桶的数量比例，必要时会扩展桶的数量；
6、桶数量必然是2的冥次，重新分配桶的过程叫做rehash，这是很昂贵的操作；
另外有需要云服务器可以了解下创新互联scvps.cn，海内外云服务器15元起步，三天无理由+7*72小时售后在线，公司持有idc许可证，提供“云服务器、裸金属服务器、高防服务器、香港服务器、美国服务器、虚拟主机、免备案服务器”等云主机租用服务以及企业上云的综合解决方案，具有“安全稳定、简单易用、服务可用性高、性价比高”等特点与优势，专为企业上云打造定制，能够满足用户丰富、多元化的应用场景需求。
