Map初始化及put过程（源码解析）

这篇文章借鉴了知乎@清浅池塘的源码解析，并重新进行了整理。

HashMap通过默认的构造方法在堆内存中开辟一块地址。并指定默认负载因子。 

HashMap底层是一个数组+链表的结构。即一个线性数组结构，Map中有一个内部Entry接口，HashMap在自己的静态内部类Node中实现了它。有三个属性key/value/next。即键值和下一指向。 

当调用map的put方法时，调用hashmap的getNode方法，它返回一个Node节点。 

再往下看，如果key不为空，通过key算出散列值，并赋给h，h再与右移16位的h异或。这种操作是为了加大hashcode低位的随机性。散列值是一个int类型的16进制数，共32位。在底层需要通过该散列值算出所在数组下标，以确定存储位置。但Hashmap默认容量16，32位散列值太大，不能直接拿来计算，因此要先对数组长度取模，得到余数，再用于计算下标。取模还是通过一个indexFor函数实现的，它将散列值和数组长度做与。高位清空，保留低位，如果数组长度还是取16的话，那取模之后只保留4位了。但如果只取最后几位，哈希碰撞可能很严重，且如果散列本身做的不好，分布上成等差数列，会产生规律性。这是就通过下面的扰动函数解决问题。先右移16位，在与自身异或。混合原始哈希码的高位和低位，以此来加大低位的随机性。 

而且这一步在jdk1.7是做了4次扰动，jdk1.8简化为1次，一次就够用了，毕竟边际递减效应。 

这部分的返回值即扰动后的散列值。 

外层putValue方法，当Node数组为空/长度为0时，调用resize函数，进行如下操作： 

当放入第一个元素时，出发resize函数的newCap =DEFAULT_INITIAL_CAPACITY。即当数组为空时，以默认容量16构造一个数组。 

然后继续执行下面的语句，有个判断，即上面所说的，将散列值和数组长度做与，算出数组下标。这个算出来的一定在0到n-1之间。然后将其赋值，把Node放进该数组位置中。 

最后放进去是这个样子，所谓的线性数组。 

但也可能出现数组下标冲突的情况。紧接着上面putVal的代码。 

For循环里有一行p.next = newNode(hash, key, value, null); 

也就是说new一个新的Node对象并把当前Node的next引用指向该对象，也就是说原来该位置上只有一个元素对象，现在转成了单向链表。 

下面还有两行 

if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) //当binCount>=TREEIFY_THRESHOLD-1 

      treeifyBin(tab, hash); 

当链表长度到8时，将链表转化为红黑树来处理。果然追根溯源都到数据结构了。 

在JDK1.7及以前的版本中，HashMap里是没有红黑树的实现的，在JDK1.8中加入了红黑树是为了防止哈希表碰撞攻击，当链表链长度为8时，及时转成红黑树，提高map的效率。 

当重复放入同一个key时时，hashmap会覆盖掉以前的key。上面putVal方法走1，2，5.至于2345则是在数组为空的时候才执行 

总结： 

HashMap的最底层是数组来实现的，数组里的元素可能为null，也有可能是单个对象，还有可能是单向链表或是红黑树。 

文中的resize在底层数组为null的时候会初始化一个数组，不为null的情况下会去扩容底层数组，并会重排底层数组里的元素。 

知道hashmap的put实现，也就能针对性的做一些性能优化，比如用map做一个本地缓存，如果没指定出事容量，默认16，乘以负载因子后该map的临界容量为12，想要往这个map里放600个key，这个map就需要扩容六次，这个过程抛弃以前的线性数组，new一个新的线性数组，容量为其二倍，而且原有键值需要进行重hash，很浪费性能。反之，如果初始容量过大，散列程度过高，会减慢检索速度。所以要指定合适的初始容量.