深入理解 Java HashMap 的 get() 方法及其相关实现

在 Java 中，HashMap 是一个非常常用的数据结构，用于存储键值对。它提供了快速的查找、插入和删除操作。HashMap 的核心功能之一是根据键获取对应的值，这主要通过 get() 方法来实现。本文将详细介绍 HashMap 的 get() 方法及其相关的辅助方法，包括 getNode()、hash()、getTreeNode()、root()、find()、comparableClassFor() 和 compareComparables()。通过这些方法的解析，您将更深入地理解 HashMap 的内部工作原理。
下面我们先来大致看一下hashMap的get()方法获取数据的大致流程，以便在看下面的源码不至于太迷茫。

HashMap get()方法

    //根据key获取Node
    public V get(Object key) {
   
        Node<K,V> e;
        //计算key的哈希码,调用getNode方法，传入哈希码和键,获取对应的Node
        //如果找到的Node为null,返回null;否则返回该Node的值
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }

下面来看下hash()方法和getNode节点方法
getNode()的流程图比较复杂，我们拆分开来看

getNode()方法获取节点

获取节点大致分为四个步骤：

• 获取桶：根据哈希值计算桶的位置，并获取该桶的第一个节点。
• 直接匹配：检查第一个节点是否匹配，如果匹配直接返回。
• 深入查找：
  • 如果是红黑树节点，使用红黑树的方法进行查找。
  • 如果是链表节点，遍历链表查找匹配节点。
• 结果返回：找到匹配节点则返回该节点，否则返回 null

 //传入哈希码和key
    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
   
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        //检查table是否为空且长度大于0 && 使用(n-1)&hash计算索引桶(n是table长度),并获取该桶的第一个节点first
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
                (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
   
            //检查first节点是否与给定的hash和key匹配,如果匹配,直接返回first
            if (first.hash == hash && // always check first node
                    ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            //如果不匹配，检查first的下一个节点e
            if