HashMap实现原理——JDK8

贴一个感觉写的很好的博客，搭配源码看效果更好。

数据结构

文章中一些模糊的地方：

首先，负载因子的位置，集合putVal（HashMap实际的put方法）再来看一下。

//默认桶16个
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

//默认桶最多有2^30个
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

//默认负载因子是0.75
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

//能容纳最多key_value对的个数
 int threshold;

//一共key_value对个数
int size;

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
//判断table是否为空，如果是空的就创建一个table，并获取他的长度
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
//如果计算出来的索引位置之前没有放过数据，就直接放入
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
//进入这里说明索引位置已经放入过数据了
            Node<K,V> e; K k;
//判断put的数据和之前的数据是否重复
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))   //key的地址或key的equals()只要有一个相等就认为key重复了，就直接覆盖原来key的value
                e = p;
//判断是否是红黑树，如果是红黑树就直接插入树中
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
//如果不是红黑树，就遍历每个节点，判断链表长度是否大于8，如果大于就转换为红黑树
                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;
                    }
//判断索引每个元素的key是否可要插入的key相同，如果相同就直接覆盖
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
//如果e不是null，说明没有迭代到最后就跳出了循环，说明链表中有相同的key，因此只需要将value覆盖，并将oldValue返回即可
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
//说明没有key相同，因此要插入一个key-value，并记录内部结构变化次数
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

/**扩容方法**/
final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
    //如果有初始数据，即HashMap中有数据了
        if (oldCap > 0) {
            //如果桶长度到极限了
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            //将oldCap扩容位2倍原始大小
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
    //如果没有初始数据，同时oldThr也大于0；就是说吧一个已经放过数据的HashMap清空后的HashMap
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
    //还没有初始化的HashMap
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }