HashTable的類圖

可以看到HashTable繼承於Dictionary實現了Map、Cloneable、Serializable接口。
其中Cloneable和Serializable是標記性接口。標記性接口，就是說接口裏面沒有定義任何的方法，一個類實現接口，也不需要實現任何的方法。這些接口存在意義只是標識，這些類可以做什麼操作。
這裏討論的主要是HashTable、Dictionary和Map接口。
所以，暫時略過Cloneable和Serializable接口。

1.Map接口

Map接口實現了泛型，接受兩個類型。

這是Map接口定義的方法：（我們這裏只關注下jdk8新增的方法，其他的方法暫不關注。特別是默認實現的方法）

getOrDefault 這是默認方法，如果存在指定鍵的值，那麼就返回值，否則返回默認值。
forEach 默認方法，傳入一個BiConsumer，內部實現是增強for循環。
replaceAll 默認方法，傳入BiFunction.增強for循環實現。
putIfAbsent 默認方法，傳入key,value。如果不存在指定的鍵值對，那麼就將鍵值對放入map.
會先調用get方法，如果get結果爲空，然後在put.
remove默認方法，如果根據鍵得到的值爲空或者與指定的值不同，或者不存在鍵，那麼會移除失敗。
移除成功返回true。
replace 更新指定鍵的值，即使指定的鍵與預期的舊值不同，也會更新爲新值。指定鍵如果不存在，覆蓋失敗。
replace 指定的鍵不存在或者指定的鍵對應的值不存在，會replace失敗。
computeIfAbsent 如果指定的鍵對應的值不存在，會將指定的鍵進行運算後的值，作爲指定鍵的值。如果指定的鍵對應的值存在，那麼就返回已有的值。
computeIfPresent 指定的鍵值對存在，那麼對指定的鍵值對進行運算。如果運算的結果爲空，那麼移除指定的鍵值對；如果運算的結果不爲空，那麼將運算得到的新值加入到map中。
compute 根據指定的鍵值對進行運算，如果運算結果爲空，且map中存在指定的鍵對應的鍵值對，那麼就移除此鍵值對。如果指定的鍵對應的舊值爲空，那麼什麼也不做。如果運算的新值不爲空，那麼將將新值作爲此鍵的值。不存在則添加，存在則覆蓋。
merge 如果指定的鍵對應的值爲空，那麼將傳入的值作爲最終值，如果最終值爲空，那麼移除鍵，如果最終結果不爲空，那麼覆蓋原值。如果指定的鍵對應的值不爲空，那麼將舊值和傳入的值，代入式子進行計算，計算結果作爲最終值，如果最終值爲空，那麼移除鍵，否則增加或覆蓋原值。

Entry作爲Map裏面元素的鍵值對數據結構，接口定義了基本的方法。
Entry的訪問控制是默認權限，也就是包內。
這裏看下jdk8增加的默認方法：

comparingByKey返回一個比較器。比較器是將鍵值對的鍵按照自然順序進行排序。
comparingByValue返回一個比較器。比較器是將鍵值對的值按照自然順序進行排序的。
comparingByKey根據傳入的比較，返回一個比較器。默認是自然順序，這個是指定排序規則。
comparingByValue根據傳入的比較，返回一個比較器。默認是自然順序，這個是指定排序規則。

2.Dictionary

Dictionary是一個抽象類，除了默認的無參構造，其餘方法都是抽象的。(爲什麼不做成接口呢？)

3.HashTable

HashTable集成了Dictonary，實現了Map接口。
所以，在1,2中的抽象方法和接口中的方法，都需要實現。

3.1 全局屬性

數據核心的存儲結構是一個不序列化的Entry數組

private transient Entry<?,?>[] table;

table是數據存儲的數組；
count是記錄數組中元素的個數
threshold是表示需要擴容的閾值。閾值 = 容器容量*擴容因子。
loadFactor是擴容因子。一般默認0.75
modCount是修改記錄版本。
keySet內存可見，用volatitle修飾
entrySet內存可見
values也是內存可見

3.2 輔助類

3.2.1 Entry

內部私有靜態類，實現了Map中的Entry接口。
全局屬性：
final int hash;
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
看到這裏，可以看出，HashTable的存儲結構是鏈表。
數據結構類似下圖

Entry的hashCode方法是：key的hashCode和value的hashCode進行按位與。
這個Entry的hashCode方法主要涉及計算整個HashTable的hashCode。
HashTable的hashCode方法是將存儲結構內所有的鍵值對的hashCode進行累加，累加結果作爲HashTable的hashCode返回。
也就是

3.2.2 Enumerator

這是HashTable的核心遍歷器。
其全局屬性：

table hashTable的數組(哈希桶數組)。
index hashTable的當前操作的數組元素(當前的哈希桶，默認爲數組結尾)
entry hashTable的元素(哈希桶元素)。
lastReturned 當前的hashTable的元素
type 遍歷模式
iterator 是否可遍歷
expectedModCount 開始遍歷的版本
遍歷器有一個兩參數的構造方法：模式，是否可遍歷。
模式共有3個模式：key,values,entries
分別遍歷鍵、值、元素
方法：
hasMoreElements是否存在前一個hashTable數組元素(是否存在前一個哈希桶)(從後向前)
nextElement 根據遍歷模式，返回模式對應的元素的值。
hasNext 代理指向hasMoreElements
next 判斷當前的版本與開始遍歷的版本是否相同，不同則拋出ConcurrentModificationException異常，相同則代理指向nextElement
remove 驗證可遍歷，當前遍歷元素不爲空，當前版本與開始遍歷版本相同。進入synchronized代碼塊：當前遍歷元素的hashCode計算出當前元素的table位置:hash & 0x7fffffff % table.length;然後在哈希桶中找到此元素，然後從鏈表結構中取出當前遍歷的元素，然後將當前遍歷的元素置空。最後會將開始遍歷的版本和當前版本加1。

3.2.3 KeySet

KeySet繼承抽象類AbstractSet
實現了一些抽象方法。
這些抽象方法都是代理，指向HashTable的方法或者是迭代器的方法。

3.2.4 ValueCollection

ValueCollection繼承抽象類AbstractCollection
實現了一些抽象方法。
這些抽象方法都是代理，指向HashTable的方法或者是迭代器的方法。

3.2.5 EntrySet

EntrySet也是在Enumerator的基礎上封裝形成的，一些其他的方法還是調用HashTable自己實現的方法。

3.2.6 關係

將輔助類進行分類，可以根據其功能，分爲：存儲節點Entry，Enumartor迭代器，KeySet,EntrySet,ValueCollection是迭代器代理。

3.3 HashTable方法

3.3.1 HashTable構造

HashTable的構造方法可以指定初始大小，也能指定擴容因子，但是不能指定初始擴容閾值。

從構造方法可以看出，不能創建空的HashTable，即使你指定初始默認大小是0，也會修改爲1.
而且，HashTable在創建的時候，就會將數組空間分配。

注意，這裏的初始大小，不是元素的個數的大小，而是初始的哈希桶或者說哈希槽的個數。擴容因子是針對哈希桶進行擴容的乘數因子。但是擴容閾值，卻與HashTable中元素的個數有關。
初始的閾值是哈希槽的數量的擴容因子倍。

擴容因子默認是0.75.
也就是說，HashTable的擴容是75%擴容的。(哈希槽擴容，注意和元素可存儲的個數的擴容不同)
ArrayList是100%擴容。（移位實現）
Vector也是100%擴容。(Vector還可以定義不可擴容)
LinkedList不存在擴容問題。

HashTable如果不指定初始哈希槽的大小，那麼可以存放11*0.75=8.25即8個元素。

根據已有集合創建hashTable的時候，如果集合的元素個數的2倍大於11個。那麼將哈希槽設置爲集合元素數量個，否則就設置爲11個。
所以，HashTable的默認初始哈希槽的大小就是11.

3.3.2 HashTable的普通方法

HashTable的方法是線程安全的。不過這個線程安全是通過synchronized的關鍵字實現的。在以前的jdk版本，synchronized的性能比較差，不過隨着jdk對synchronized的性能的優化，使用到synchronized的性能影響越來越小了。

3.3.3 HashTable的迭代方法

可以發現，通過創建迭代器的模式不同，實現不同屬性的遍歷。

3.3.4 contains方法

在內部，contains方法是通過雙重for循環實現的。
所以，這個方法的性能也好不到哪去。
不過，用起來很方便。

3.3.5 containsKey方法

通過HashTable的結構，因爲所有元素都是在一個個的哈希槽下面的，而哈希槽的哈希值是通過key的hashCode計算的。所以，判斷一個key是否存在，我們只需要重新計算key的hashCode即可。

3.3.6 get方法

get方法是通過計算key的hash值，找到key對應的哈希槽，然後遍歷哈希槽內的元素鏈表。如果key的hashCode和key都相等，就返回這個key對應的value.

3.3.7 put方法

其put方法首先會判斷value是否爲空，結合hashTable每次操作都是根據key,hashCode進行的。可以推斷出，hashTable不管是鍵還是值，都不允許爲空。
在加入hashTable前，先根據key的哈希值，找到對應的哈希槽，然後遍歷哈希槽中鏈表的數據，看看我們要加入的數據是否已經存在。也就是說，hashTtable不允許鍵值同時存在重複。而且，根據其put的邏輯，如果鍵相同，那麼會將新值覆蓋舊值，然後返回舊值。

3.3.8 addEntry

如果鍵值都不相同，那麼就需要增加元素：

在增加元素的時候，首先會將版本號加1.
然後判斷現有數量是否達到擴容閾值。如果到達擴容閾值，就行重新哈希，進行擴容。然後將待加入的元素加入。
如果沒到達閾值，如果已有哈希槽，那麼就使用鏈表的頭插法，將待加入元素加入此哈希槽下的鏈表頭部，然後將新加入的鏈表頭放到哈希槽。
如果沒有哈希槽，那麼新創建的哈希槽只有一個元素，這個元素就是鏈表的頭，而且鏈表頭在哈希槽。

3.3.9 rehash

重新哈希：

在重新哈希的時候，會將現有的哈希槽的數量擴大一倍+1.
然後更新版本號，更新擴容的閾值。
然後將舊的hastTable中的哈希槽進行重新哈希，然後將舊哈希槽對應的鏈表的鏈表頭賦值給新哈希槽。
實現hashTable的擴容。

3.3.10 clear

clear方法是將每個哈希槽對應的鏈表清空。

3.3.11 clone

克隆方法會循環克隆當前的hashTable的屬性，不過會清空版本號。

3.3.12 迭代訪問

因爲內部的迭代器都是私有的，爲了實現外界使用迭代器，需要暴露方法，這個暴露方法就是獲取內部私有的迭代器。
外界持有的是接口的實例。
hashTable內部確實是私有類的迭代器，但是其實現的接口是共有的。
外界需要共有接口的實例，此時內部通過上轉型，將私有內部類的實例，突破權限控制，暴露給外界，然後進行遍歷。

3.3.13 hashCode

hashTable內部，幾乎所有的操作都需要用到key的hashCode.那麼hashTable本身的hashCode是如何計算的呢？

是對hashTable內每一個元素都進行hashCode的計算，然後得出的hashCode.
從其實現的過程，我們可以發現對於hashTable的嵌套使用，性能比較差，特別是將hashTable作爲HashTable的key的時候，其性能會差到極點。

3.3.14 getOrDefault

獲取指定鍵的值，如果不存在，返回默認值。

3.3.15 forEach

發現forEach中會對開始遍歷的版本和當前的版本進行比較，只要不同就會通過拋出異常快速失敗。
所以，在forEach中不能進行put操作，也不能進行remove操作。
但是可以進行更新操作，因爲更新操作不會修改版本號。

3.3.16 remove

在remove時，會將版本號加1，所以，remove前後，版本號變了。

3.3.17 replace

replace前後，版本號也是不變的。

3.3.18 writeObject

這個方法是在序列化寫的時候用到，對應的還有序列化讀的方法。

3.3.19 readObject

4. 總結

看了這麼多的for循環，發現在hashTable中，好多的for循環都是從後向前的。
如果這個for循環給我來寫，可能我寫的是這樣的：

for(int i = table.length - 1 ; i >= 0; i--){
//......
}

但是hashTable裏面的寫法，卻比我寫的少一些：

for(int i = table.length;--i>=0;){
//......
}

從這裏來看，至少少寫了 i–, - 1
對於我們一般的遍歷，這可能沒有什麼操作，但是對於集合框架來說，少寫2個代碼單詞，可能對於所有使用集合的人來說，節省了時間。
有時候，我也在想，我們看jdk的源碼的目的是什麼？
瞭解一些非常cool的api,然後在工作中cool的使用出來？
爲了讓其他人在問你時，你可以避免被刨根問底？
爲了面試？
可能都有吧。
但是我覺得至少還有一點，作爲java開發人員，或者說現在大多數的系統都是基於java語言實現，那麼，jdk相當於是我的核心武器。作爲一個士兵，我應該對自己的武器非常熟悉纔對。
作爲武器，我應該比較瞭解，不僅僅是瞭解其使用，也是瞭解這個武器的一些原理。
摸清這個武器的實現過程，嘗試理解這個武器的優劣。
最終的目的是根據對核心武器的使用，能夠創造出更加適合自己的武器。
從而讓自己的能力不斷提高。
當然，這只是一個java碼農對自己的一個小小的認知與規劃吧。

Java基礎--HashTable源碼