HashMap源碼閱讀小記

1. HashMap中Node類:

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;

        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; }

        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

        public final boolean equals(Object o) {
            if (o == this)
                return true;
            if (o instanceof Map.Entry) {
                Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
                if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
                    Objects.equals(value, e.getValue()))
                    return true;
            }
            return false;
        }
    }

1. 重寫hashCode，key和value的hashcode取異或。
2. 重寫equals，當爲同一個對象或是同一個key和同一個value都認爲這兩個對象相等。

2.散列值的計算

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

1. 與無符號右移的本身異或同時兼顧了hash高16位和低16位，讓散列值更散。

3. 關注 get(Object key)

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;
    }

1. 能夠看出，get()是拿着key的hash和key去找的值。
2. 在getNode()中先是一系列判斷和賦值，而後經過下標找定位到key在table中的位置
3. 定位的方式：(n - 1) & hash，這樣取出的值老是小於table長度n的。
4. 而後對比key是否相等，相等就返回，不相等則判斷是不是紅黑樹存儲結構，如果則在紅黑樹上查找。
5. 若不是則在鏈表結構上查找。

4.核心put(K key, V value)

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 {
                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;
        //判斷是否擴容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

1. 首先調用了putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict)，
2. 第一步作初始化工做。
3. 而後，定位到table沒有衝突，則直接存到table上。
4. 如果衝突了，則判斷key是否相等，若相等則，直接將舊德的Node覆蓋。
5. 不然，繼續判斷頭節點是不是TreeNode的實例，TreeNode是一個紅黑樹，如果，則直接在樹中插入。
6. 若是不是紅黑樹，插到鏈表的尾部。
7. 在hashmap中有一個屬性爲TREEIFY_THRESHOLD，這是一個閾值，若數量超過它，鏈表會轉化爲紅黑樹，小於它則會換回鏈表。因此hashMap同時用到了數組，鏈表，紅黑樹這三種數據結構。
8. 每次新添一個節點都會判斷是否須要擴容。

5. 擴容機制resize()

首先涉及三個成員變量:

1. capacity:容量
2. loadFactor:裝載因子(0-1之間)
3. threshold:判斷是否須要擴容的標誌threshold = capacity * loadFactor
4. 因此裝載因子控制着HashMap衝突比例。
5. 每次擴容都擴大到以前的兩倍。
6. 擴容會從新建table等變量，所以開銷比較大。