HashMap源碼理解

private static int roundUpToPowerOf2(int number) {
    return number >= MAXIMUM_CAPACITY
            ? MAXIMUM_CAPACITY
            : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1;
}

• Integer.highestOneBit方法是獲取不大於自己的2^n的值，那該方法具體含義是：

• 獲取新的數組容量值，若是給定值大於等於最大的容量，則返回最大容量，不然：若是容量小於等於1，則返回1，不然返回大於等於給定值的最接近的2^n的值

• 容量爲何要是2^n次方呢？且看以下代碼：

static int indexFor(int h, int length) {
    // assert Integer.bitCount(length) == 1 : "length must be a non-zero power of 2";
    return h & (length-1);
}

• 
  

• 給方法是查找h(ash)在數組的索引位置；那如今看length爲何要是2^n次方呢？點此查看

• 保證&以後的數據不大於length

• length-1以後，最低的n位都是1，那與h的&運算以後的值便是h的最低n位

• 採用length-1而不是直接length是由於2^n最低一位是0，那&運算以後數據都分佈在偶數位，不是隨機的

private void inflateTable(int toSize) {
    // Find a power of 2 >= toSize
    int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);

    threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    table = new Entry[capacity];
    initHashSeedAsNeeded(capacity);
}

擴容：先獲取最接近而且>=指定容量的的數值做爲擴容後的容量;擴容界限就是取容量*加載因子和最大容量+1的最小值；從新初始化table；擴容以後的table沒有任何數據，因此在相關調用操做以後會有數據從新分配操做，比較耗時，因此在初始化一個hashmap的時候最好指定容量避免擴容操做發生

public V get(Object key) {
    if (key == null)
        return getForNullKey();
    Entry<K,V> entry = getEntry(key);

    return null == entry ? null : entry.getValue();
}

get方法：

•     若是key==null，則單獨獲取

private V getForNullKey() {
    if (size == 0) {
        return null;
    }
    for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
        if (e.key == null)
            return e.value;
    }
    return null;
}

• 若是size==0，則直接返回null；

• 遍歷table，判斷key，返回value

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
    if (size == 0) {
        return null;
    }

    int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
    for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
         e != null;
         e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash &&
            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            return e;
    }
    return null;
}

根據key獲取Entry：

•     獲取hash值

• 獲取數組索引

• 獲取數組中索引的第一個entry
  

• 遍歷entry，若是hash值相等而且（key相等或者equal），則返回當前entry便可
  

public boolean containsKey(Object key) {
    return getEntry(key) != null;
}

判斷key是否存在只是調用getEntry方法判斷是否爲null便可

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

put方法：

•     若是table爲空數組，則先擴容到擴容界限(threshold)的數組，若是是默認的初始化方法，則threshold=容量；執行該方法以後。threshold=容量*加載因子；

• 若是key==null，單獨存入該值，putForNullKey

• 根據hash和length獲取table索引，找出第一個entry

• 遍歷entry，若是找到則從新設置新值，返回舊值，不然新添加一個entry（addEntry）

private V putForNullKey(V value) {
    for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
        if (e.key == null) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    addEntry(0, null, value, 0);
    return null;
}

• 存入key==null的value，直接查找table的第一個位置（index=0），若是找到則從新設置新值，返回舊值，不然添加新的entry；

• key==null的值所有在table【0】的entry上

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    }

    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}

建立新的entry：

• 先檢查是否知足擴容條件：size>=threshold&&null!=table[bucketIndex];

• 若是知足擴容，計算新的hash和數組索引（bucketIndex）

• 建立新的entry（createEntry）

• 注意事項：size是針對hash表裏的全部數據的容量，而擴容是指數組擴容

void resize(int newCapacity) {
    Entry[] oldTable = table;
    int oldCapacity = oldTable.length;
    if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
        threshold = Integer.MAX_VALUE;
        return;
    }

    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
    transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
    table = newTable;
    threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}

• 先獲取oldTable的length，若是已經是最大長度，則無需擴容，而且將threshold設爲Integer.MAX_VALUE，不可擴容！

• 建立新的Entry數組，將舊的table數據添加到newTable中（transfer）

• 設置新的table和threshold

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {
        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next;
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}

簡單理解爲：數據拷貝

• 獲取新的數組長度，遍歷table數組；

• 遍歷每一個鏈表：重定向到新的數組和鏈表中

• 如今遍歷到[1,0]即table[1]下的第一個entry，計算得出在新的i=5，則該entry的下一個是newTable[5],newTable[5]=entry

• 從以上能夠看出，新進入newTable的數據在後進入的next下

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    size++;
}

建立新的Entry：

• 先根據索引（bucketIndex）獲取數組中的元素（e）

• 建立新的entry，位於鏈表第一個entry，而e是當前新的entry的next
  

public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    int numKeysToBeAdded = m.size();
    if (numKeysToBeAdded == 0)
        return;

    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable((int) Math.max(numKeysToBeAdded * loadFactor, threshold));
    }

    /*
     * Expand the map if the map if the number of mappings to be added
     * is greater than or equal to threshold.  This is conservative; the
     * obvious condition is (m.size() + size) >= threshold, but this
     * condition could result in a map with twice the appropriate capacity,
     * if the keys to be added overlap with the keys already in this map.
     * By using the conservative calculation, we subject ourself
     * to at most one extra resize.
     */
    if (numKeysToBeAdded > threshold) {
        int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
        if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        int newCapacity = table.length;
        while (newCapacity < targetCapacity)
            newCapacity <<= 1;
        if (newCapacity > table.length)
            resize(newCapacity);
    }

    for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
        put(e.getKey(), e.getValue());
}

將一個集合添加到現有集合中：

• 先獲取要添加結合的元素數量

• 若是現有集合是空集合，擴容：當前threshold和根據添加元素容量計算的新容量的最大值

• 假如添加的集合元素數量>threshold，則判斷當前table是否須要擴容

• 此處是保守估計新的集合添加以後的容量：可是能夠保證最多隻有一次調用resize方法！

• 若是numKeysToBeAdded <=threshold，即便在put方法致使擴容也至多有一次：擴容至兩倍，那threshold也會變爲兩倍

• 若是numKeysToBeAdded >threshold，若是：targetCapacity>table.length，則在put方法可能會致使resize，不然newCapacity一定大於table.length，在此處resize，put方法就不會resize了
  

    

參考文章：http://blog.csdn.net/eson_15/article/details/51158865

我的博客：http://www.whereta.com