JDK1.8源码解析-HashMap （二）

JDK1.8源码解析-HashMap II

承接上一篇《JDK1.8源码解析-HashMap I》，本篇主要介绍关于Java8针对HashMap在数据结构上的优化，涉及如何将链表优化成红黑树以及对红黑树的操作。

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1. 概述

在上一篇中我们基于put方法分析了HashMap的底层实现，并且知道当hash产生碰撞，HashMap会以链表存放这些keyHash相同的键值对，并且当链表长度大于等于TREEIFY_THRESHOLD时，会将该链表转换成红黑树；另一方面，put元素时，当哈希桶中本身已经是红黑树（通过首元素instanceof TreeNode判断），调用TreeNode的putTreeVal方法插入红黑树。

2. 源码解析

2.1 HashMap.treeifyBin

final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
    int n, index; Node<K,V> e;
    // 如果table的长度小于最小的转换容量阈值，则通过哈希桶的扩容来达解决hash碰撞的问题
    if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
        resize();
    // e是桶中的首元素
    else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
        // 准备树中的临时变量, 头hd, 尾tl
        TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
        // 当
        do {
            // 将当前链表元素Node转为TreeNode
            TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
            // 第一次循环，将hd指向链表头元素的地址
            if (tl == null)
                hd = p;
            // 后续循环中，将当前TreeNode的prev指向前一循环的TreeNode
            // 前一循环的TreeNode的next指向当前TreeNode
            else {
                p.prev = tl;
                tl.next = p;
            }
            // tl指向当前TreeNode
            tl = p;
        } while ((e = e.next) != null);
        // 重新规整以tab[index]为头的红黑树
        if ((tab[index] = hd) != null)
            hd.treeify(tab);
    }
}

treeifyBin首先确定是否要通过红黑树转换方法解决hash碰撞，在桶容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY的情况下，通过resize()扩容解决碰撞，因为绝大多数hash碰撞主要由于hash&len-1相同导致（取模），而非真正的keyHash相同导致，
而当cap很小时，这种情况将更加普遍，因此通过扩容，可以将部分原来在同一链表中的元素扩散到其他桶位置（上一篇resize分析中已经说过，对于这种情况，部分键值对将分布到hash&len-1 + oldCap的位置）。接下来，如果确实需要转换红黑树，则先预处理链表中的元素，将他们都把类型转换为TreeNode并把他们链接起来，再通过treeify方法将他们树化，形成符合红黑树特性的一棵平衡树。下面，我们再看看treeify怎么实现红黑树建立算法。

final void treeify(Node<K,V>[] tab) {
    TreeNode<K,V> root = null;
    // 开始遍历从当前树节点开始直至叶节点
    for (TreeNode<K,V> x = this, next; x != null; x = next) {
        // next指向当前节点的next
        next = (TreeNode<K,V>)x.next;
        // 初始化left & right
        x.left = x.right = null;
        // 第一次循环， 将root指