HashMap源碼解讀

一：HashMap概念：
HashMap基於哈希表的Map接口的實現，此實現提供所有可選的映射操作，並允許使用null值和null鍵。Hashmap不是線程安全的，如果想要線程安全的HashMap可以通過Collections類的靜態方法synchronizedMap獲取線程的HashMap。
二：HashMap的數據結構及其hash衝突解決：
HashMap的底層主要是數組和鏈表來實現的，它查詢速度相當快的主要原因就是因爲它是通過計算散列碼來決定存儲的位置。HashMap中主要是通過key的hashcode來計算hash值，只要hashcode的值相同，hash值就一樣。加入存儲的對象很多，那麼就有可能出現相同的hash值，也就是出現所謂的hash衝突。爲了解決hash衝突，HashMap底層應用鏈表來解決的。
（需要注意的是：
jdk1.7的時候 java用鏈表+數組解決hash衝突。而
1.7的示意圖
jdk1.8的時候 java以鏈表+數組+紅黑樹解決hash衝突。
1.8的示意圖）
其一個結點的數據結構是一個Entry類，裏面的數據結構類似於c語言的指針，Entry類的如下圖：

所以每個結內含有四個值，key、value、next、hash。

三：HashMap的一些名詞簡介

    1.capacity:
            容量，java語言將它的默認值設置爲16，第一次擴容之後將變爲64，之後每次擴容都將變爲原來的2倍。capacity的容量均爲2的冪。（capacity可以擴容，反之考慮我感覺也可以縮容。）
    2.loadFactor：
            裝載因子，用來衡量hashmap滿的程度。loadFactor初始值爲0.75，裝載因子的計算方法爲，size/capacity。
    3.size：
            數量，表示HashMap中存放的所有結點的個數。
    4.threshold：
            閥值，表示當前HashMap的size大小，當threshold大於size時java語言便會執行resize操作，resize爲擴容操作。閥值的計算方法爲，閥值=容量*裝載因子，即threshold=capacity*loadFactor。

四：HashMap的四種構造方法。
1.容量和裝載因子都自定義。

 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

2.自定義容量，裝載因子使用java語言默認的0.75。

public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }

3.容量和裝載因子都是用java語言默認的初始值。

public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }

4.直接傳入HashMap源數據對象。

public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        putMapEntries(m, false);
    }

五：HashMap中的get，put數據方法
1.put操作，在給數組插入元素時，jdk1.7使用頭插法，jdk1.8因爲使用紅黑樹存儲，所以使用尾插法。

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


    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 {
                //在這時已經遍歷完鏈表來檢查是否符合轉化爲紅黑樹操作所以1.8用尾插。
                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;
    }

2.get方法：

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


    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;
    }