Java --HashMap源码解析

Posted 2020-08-12

兴趣所致研究一下HashMap的源码，写下自己的理解，基于JDK1.8。

本文大概分析HashMap的put(),get(),resize()三个方法。

 

首先让我们来看看put()方法。

    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

    /**
     * Implements Map.put and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @param value the value to put
     * @param onlyIfAbsent if true, don‘t change existing value
     * @param evict if false, the table is in creation mode.
     * @return previous value, or null if none
     */
    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)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        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))))
                        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;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

 

1.首先通过hash(key)计算key的hash值

putVal(hash(key), key, value, false, true)

2.由于hashMap实际存储数据的就是table数组，那么首先需要判断table数组是否已经被初始化了，如果没有初始化，那么调用resize()方法对table进行初始化

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;

3.通过hash与（n-1）进行与运算得出数组的索引，根table[索引]判断是否为null，如果为null那么直接存入该位置。

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

4.如果table[索引]不为null，那么说明位置发生了碰撞，需要继续进行判断

5.如果判断table[索引]位置p上的p.key=key&&p.hash=hash，那么就会对value进行替换，也就是保证key唯一。

6.如果不满足5的条件，那么会判断table[索引]位置p是二叉树，那么会调用TreeNode.putTreeVal()去进行对二叉树节点的插入。

else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

7.如果不满足5，6的条件，那么会使用链表来插入该节点：循环寻找p.next直到找到一个位置为null那么进行插入。

                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        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))))
                        break;
                    p = e;
                }

8.上述5，6，7三步中，只要发现了p.key=key&&p.hash=hash，那么就会进行value替换，将oldValue替换为newValue。

            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }

9.进行计数+1，并且判断当前已存数量是否大于table[]的2/3，如果大于那么使用resize()对table进行扩充。

10.至此整个put()完成。

 

再来让我们看看get()方法。

    public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }

    /**
     * Implements Map.get and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @return the node, or null if none
     */
    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) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

1.首先判断table[]是否为空，通过hash计算索引判断table[索引]是否为空，如果任意一项为空那么直接return null。

2.判断table[索引]的hash与key是否都与查找的相同，如果hash与key都相同，那么直接返回table[索引]。

if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;

3.如果不满足条件2，那么判断table[索引]的next是否为空，如果为空则return null。

4.如果table[索引]的next不为空，那么判断是否为二叉树，如果是二叉树直接使用getTreeNode()方法查找。

if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);

5.如果不是二叉树，那么直接使用链表的方式查找。

　　　　　　　　do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);

6.至此完成整个get()方法。