HashMap底層實現解析，使用的是jdk14
1 hashmap 內部節點（內部類）
/**
* Basic hash bin node, used for most entries. (See below for
* TreeNode subclass, and in LinkedHashMap for its Entry subclass.)
*/
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
// 節點key 的hash值
final int hash;
// 節點的key是final 類型，不允許修改key
final K key;
V value;
// 節點包含他的下一個節點元素，所以一個節點可以看成一個單向鏈表
Node<K,V> next;
// 節點構造方法
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
// 重寫的hashCode方法
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
// 設置節點的值，返回節點的老的值
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
// 重寫equals方法
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
// 如果節點的類型匹配
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
// 如果節點的鍵和值相等
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
// 返回true
return true;
}
return false;
}
}
2 put方法
/**
* Associates the specified value with the specified key in this map.
* If the map previously contained a mapping for the key, the old
* value is replaced.
*
* @param key key with which the specified value is to be associated
* @param value value to be associated with the specified key
* @return the previous value associated with {@code key}, or
* {@code null} if there was no mapping for {@code key}.
* (A {@code null} return can also indicate that the map
* previously associated {@code null} with {@code key}.)
*/
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods.
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
// tab 數組加鏈表；
// p 鏈表
// n 數組總長度
// i 鏈表在數組中的定位下標
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// tab = table 初始化數組加鏈表
// n = tab.length 初始化鏈表長度
// 如果數組爲空或數組長度爲0
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
// 重新賦值數組的長度
n = (tab = resize()).length;
// i = (n - 1) & hash 獲取節點所在筒的定位下標
// p = tab[i] 獲取該下標指定的筒（鏈表）
// 如果獲取不到節點所在的筒
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// 新建筒
// 並賦值給下標爲i的筒
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
// e 創建一個新的鏈表對象
// k 創建一個新的健對象
Node<K,V> e; K k;
// k = p.key 給新鍵賦值
// 如果發現了筒已經存在，並且key相同
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 給新建鏈表賦值
e = p;
// 如果節點是樹節點類型
else if (p instanceof TreeNode)
// 把節點值放入樹中
// 並，給鏈表對象賦值
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 其他
else {
// int binCount 節點數量統計值
// 遍歷筒下面的所有節點
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// e = p.next 獲取節點的下個節點
// 下一個節點爲空
if ((e = p.next) == null) {
// 用新增數據創建新的節點
// 賦值給下一個節點
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 節點梳理超過數據結構轉化（鏈表轉紅黑樹）的閾值
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
// 轉化當前筒的鏈表數據結構爲紅黑樹結構
treeifyBin(tab, hash);
// 結束遍歷
break;
}
// k = e.key 獲取節點的key
// 如果筒存在，並且節點也存在
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 結束遍歷
break;
// 其他可能，直接獲取節點
p = e;
}
}
// 如果節點不爲空
if (e != null) { // existing mapping for key
// 獲取節點的值
V oldValue = e.value;
// !onlyIfAbsent 必定爲true
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
// 給節點的值賦值新值
e.value = value;
// 將節點移到筒的最後位置
afterNodeAccess(e);
// 返回就的節點的值；
return oldValue;
}
}
// 數據結構變化統計值，自增1
++modCount;
// 健值對數量，自增1
// 健值對數量超過hashmap擴容的閾值
if (++size > threshold)
// hashMap擴容
// 重整hashmap數據
resize();
// 修改節點值
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
3 相關的其他方法
// 重整hashmap數據
resize();
// 用新增數據創建新的節點
newNode(hash, key, value, null);
// 把節點值放入樹中
((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 將節點移到筒的最後位置
afterNodeAccess(e);
// 轉化當前筒的鏈表數據結構爲紅黑樹結構
treeifyBin(tab, hash);
// 修改節點值
afterNodeInsertion(evict);
3.1 resize()
/**
* 調整數組數據結構
* 數組爲空，按照數組的初始化長度初始化數組，
* 不爲空，加倍擴容原數組長度（筒的數量），index 做相應調整（筒的定位下標）
* Initializes or doubles table size. If null, allocates in
* accord with initial capacity target held in field threshold.
* Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the
* elements from each bin must either stay at same index, or move
* with a power of two offset in the new table.
*
* @return the table
*/
final Node<K,V>[] resize() {
// 獲取原來的數組加鏈表
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 獲取老數組的長度，筒的數量
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 獲取老數組的擴容閾值
int oldThr = threshold;
// 初始化
// newCap 新數組的數組長度
// newThr 新數組的擴容閾值
int newCap, newThr = 0;
// 如果老數組長度大於0
if (oldCap > 0) {
// MAXIMUM_CAPACITY hashmap 數組的最大容量。1<<30。
// 如果老數組的長度大於等於hashmap 數組最大容量
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
// Integer.MAX_VALUE = 2<<31-1
// 給hashmap實際最大容量容賦值
threshold = Integer.MAX_VALUE;
// 返回原來的數組加鏈表
return oldTab;
}
// newCap = oldCap << 1 新數組擴容爲老數組的兩倍；
// MAXIMUM_CAPACITY hashmap 數組的最大容量。1<<30。
// DEFAULT_INITIAL_CAPACITY hashmap數組的默認長度，16
// 如果新數組長度小於hashmap最大容量，並且，老數組的長度大於等於16
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 新數組的闊容閾值賦值維老數組擴容閾值的兩倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
// 如果老數組的擴容閾值大於0
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
// 新數組容量變爲老數組的擴容閾值
newCap = oldThr;
// 數組初始長度標記爲0
else { // zero initial threshold signifies using defaults
// 設置新數組的長爲默認長度16；
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
// 設置新數組的擴容閾值爲，0.75*16 = 12，即，數組的長度爲大於等於12時，數組再次擴容
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 如果新數組的擴容閾值沒有設置
if (newThr == 0) {
// 通過新數組的容量和負載因子計算得到計算值；
float ft = (float)newCap * loadFactor;
// 如果新數組的容量小於最大極限容量，並且，計算值小於最大極限容量，那麼新數組的容量設置爲計算值，否則設置爲極限容量
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;
}