HashMap 底层原理及源码分析

HashMap 底层原理及源码分析

• 底层数据结构：数组+单向链表+双向链表+红黑树

• JDK1.7 使用的是头插法 1.8后使用的是尾插法

• HashMap 会有两种情况会进行扩容
  第一种就是和数组长度相关 ，如果元素的个数大于默认阈值会进行扩容。第二种是和链表长度相关，如果某个链表长度大于8的时也可能会调用扩容方法

• hash的时候并不会直接调用hashCode方法

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
        //右移16位 再进行异或运算
        例如       h : 1001 0100 1010 0110 0011 1100 1000 0001
        右移16位后   : 0000 0000 0000 0000 1001 0100 1010 0110
        再进行异或   : 1001 0100 1010 0110 1010 1000 0010 0111 
        这样高位也参与了hash运算
    }

• 与（&） ： 两个是1才是1
• 异或（^）：相同为0，不同为1
• 或（|） ：只要有一个是1就是1

右移16位 再进行异或运算得到运算后的hashCode

初始化一个数组 Node[]=16 默认2的4次方

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //考虑到性能问题使用局部变量
        //常用的变量赋值给局部变量 只需要从栈里面去拿 不用每次都从堆里拿，这样使用性能更优
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length; //tab = resize() 初始化一个数组容量为 16
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) //i = (n - 1) & hash 使用的是与操作(都为1则为1) 取决于二进制hash的后四位
            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; //如果key存在的话直接 goto A方法,将第一个节点的p赋值给e
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                //尾插法 循环遍历
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) { //如果第二个节点为空 直接break
                    //当真正转红黑树时 加上数组里的头节点 链表一共有9个节点
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        //红黑树化
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //A方法
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;//更新新的值
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold) //threshold 扩容阈值 16*0.75=12
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

• 如果链表长度大于8 不一定会转换成红黑树 得先判断一下数组长度是否小于64，如果小于64会进行扩容处理

final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        //如果当前数组长度小于64 就不会转化为红黑树 直接扩容
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
            	//将Node转化成TreeNode对象
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    //并且将单向链表改成双向链表
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }

• put(k,v): 不管怎么样一定会更新value
• putIfAbsent（k,v）: 如果key冲突，且原来key对应的值为null才会更新， 否则就不会更新value，如果key不冲突 重新生成新键值对