HashMap深度解析

簡介：

基於雜湊表的 map 介面的實現。此實現提供所有可選的對映操作，並允許使用 null 值和 null 鍵。（除了非同步和允許使用 null 之外，hashmap 類與 hashtable 大致相同。）此類不保證對映的順序，特別是它不保證該順序恆久不變。此實現假定雜湊函式將元素適當地分布在各桶之間，可為基本操作（get 和 put）提供穩定的效能。迭代 collection 檢視所需的時間與 hashmap 例項的「容量」（桶的數量）及其大小（鍵-值對映關係數）成比例。所以，如果迭代效能很重要，則不要將初始容量設定得太高（或將載入因子設定得太低）

類圖結構：

特性：

1 hashmap 允許key,value都為空。

2 hashmap 在操作鍵值對時不是執行緒安全的。

3 hashmap 底層以陣列+單鏈表（節點數大於8則，單鏈表轉紅黑樹）儲存鍵值對。

4 hashmap實際就是 node table 陣列，node節點實現了map.entry。

主要方法：

1 put 方法詳解：

public v put(k key, v value) 
// 根據key計算hash值
static final int hash(object key) 
// 根據hash值，將鍵值對存放到hashmap中
final v putval(int hash, k key, v value, boolean onlyifabsent,
boolean evict) 
// 如果在遍歷過程中找到 key 相同時直接退出遍歷。
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;}}
// 如果存在相同的 key,那就需要將值覆蓋。
v oldvalue = e.value;
if (!onlyifabsent || oldvalue == null)
e.value = value;
afternodeaccess(e);
return oldvalue;}}
++modcount;
// 判斷是否需要進行擴容。
if (++size > threshold)
resize();
afternodeinsertion(evict);
return null;
}

根據key計算陣列下標的步驟如下：

（1）h = key.hashcode()：根據key值計算hashcode。這裡的 hashcode() 是乙個 native 方法，根據一定的規則將與物件相關的資訊（比如物件的儲存位址，物件的字段等）對映成乙個數值，這個數值稱作為雜湊值。

（2）h >>> 16：將得到的hashcode無符號右移16位，低位移出(捨棄)，高位的空位補符號位，即正數補0，負數補1。

（3 ）(h = key.hashcode()) ^ (h >>> 16)：h與h右移16位進行異或運算（兩者相等為0,不等為1）得到hash值。

（4）計算(n - 1) & hash 的值即為陣列下標。n代表陣列大小，初始化時預設是16。

2 get 方法詳解：

public v get(object key) 
final nodegetnode(int hash, object key)  while ((e = e.next) != null);}}
// 為空直接返回
return null;
}

3 resize 方法詳解：

// 初始化或加倍陣列大小 ： 如果為null，則分配初始容量。否則，進行2次冪擴充套件。
final node resize() 
// 擴容：oldcap*2，即把新的陣列容量 "newcap" 擴大2倍   
else if ((newcap = oldcap << 1) < maximum_capacity && 
oldcap >= default_initial_capacity)
// 新的擴容閾值同樣擴大2倍
newthr = oldthr << 1; 
}// 當 oldthr > 0 就說明使用者呼叫了有參構造方法（指定了初始容量，並被構造方法 "快取" 到了threshold中了）
else if (oldthr > 0) 
newcap = oldthr;
// 初始化的陣列容量為預設的 16，初始化的擴容閾值為預設的 16 * 0.75
else 
// 第一次resize()時，計算擴容閾值
if (newthr == 0) 
threshold = newthr;
@suppresswarnings()
node newtab = (node)new node[newcap];
table = newtab;
//不是第一次reizie()時
if (oldtab != null) 
// 如果判斷不成立，那麼該元素的位址變為 原下標位置+oldcap，也就是lodcap最高位的1，在e.hash對應的位置上也為1，所以擴容後的位址改變了，在後面的**中會放到hihead中，最後賦值給newtab[j + oldcap]
else 
} while ((e = next) != null);
if (lotail != null) 
if (hitail != null) }}
}}return newtab;
}

上述 (e.hash & oldcap) == 0 即可將原桶中的資料分成2類:元素的位置要麼是在原位置，要麼是「j + oldcap」（當前位置索引+原容量的值）。這也是resize方法擴容後為什麼是原來的2倍的原因。

jdk1.7中，resize時，index取得時，全部採用重新hash的方式進行了。jdk1.8對這個進行了改善：

以前要確定index的時候用的是(e.hash & oldcap-1)，是取模取餘，而這裡用到的是(e.hash & oldcap)，它有兩種結果，乙個是0，乙個是oldcap，比如oldcap=8,hash是3，11，19，27時，(e.hash & oldcap)的結果是0，8，0，8，這樣3，19組成新的鍊錶，index為3；而11，27組成新的鍊錶，新分配的index為3+8；

jdk1.7中重寫hash是(e.hash & newcap-1)，也就是3，11，19，27對16取餘，也是3，11，3，11，和上面的結果一樣，但是index為3的鍊錶是19，3，index為3+8的鍊錶是27，11，也就是說1.7中經過resize後資料的順序變成了倒敘，而jdk1.8沒有改變順序。

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