HashMap源码解析

HashMap根据key的hashcode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺讯确实不确定的。HashMap最多允许一条记录的key为null，允许多条记录的value为null。同时HashMap是非线程安全的，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据不一致。

从结构上讲，HashMap是数组+链表的结合体，每一个键值对都被包装为Entry类。当执行put（key，value）的方法时，通过计算当前key的哈希值来决定该键值对在table数组中的下标i。如果table[ i ]为空，则直接插入；如果不为空，循环遍历table[ i ]的链表，如果有键值对的key与当前key相同，直接覆盖该键值对；如果没有相等的键值对，将当前键值对添加至链表尾部。

1、put实现

public V put(K key, V value) {    /*  如果key值为null，调用putForNullKey，不同版本该方法的实现也不同，        1.该方法将从头遍历table数组，将key为null的键值对放在数组中第一个为空的地方。        2.用中间变量标记null 键值对。*/    if (key == null)        return putForNullKey(value);    //key不为null时，计算当前key的hash值。    int hash = hash(key.hashCode());    //计算该hash值对应的数组下标i    int i = indexFor(hash, table.length);    /*  遍历table[i]中的Entry链表，如果不存在hash值相同的键值对，直接插入数组，        如果存在hash值相同的键值对，比较两个键值对的key，如果key相同，用当前键值对覆盖此键值对，        如果key不同，直接插入。     */    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;}

2、hash()、indexFor()实现——确定键值对在table中的索引

我们希望HashMap中的元素位置尽量分布均匀，尽量使得每个位置上的元素数量只有一个，那么当用hash算法求得这个位置时，马上就可以知道对应位置的元素就是目标元素，不用遍历链表，大大优化了查询效率。HashMap定位数组索引位置，直接决定了hash方法的离散性能。

 static final int hash(Object key) {   //jdk1.8 & jdk1.7      int h;      // h = key.hashCode() 为第一步 取hashCode值      // h ^ (h >>> 16)  为第二步 高位参与运算 为了让高低位都充分参与运算      return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);    }    static int indexFor(int h, int length) {  //jdk1.7的源码，jdk1.8没有这个方法，但是实现原理一样的        return h & (length - 1);  //第三步 取模运算 h按位与上length - 1等价于h对length取模，使得元素分布均匀      }

3、resize()实现——table的扩容机制

table的默认初始长度为16，当无法装在更多元素时，就需要扩大数组长度调用resize方法。

由于在进行扩容时，是用更大容量的数组代替之前的小容量数组，并且会对原来的键值对重新计算排序，特别耗性能，所以在创建HashMap的时候最好把大概容量写上，避免进行扩容操作。另外，之所以hashmap不支持多线程操作，是因为resize扩容是在把小容量table的数据转移至大容量数组时，会让数组错位造成调用transfer时造成死循环。

   void resize(int newCapacity) {   //传入新的容量        Entry[] oldTable = table;    //引用扩容前的Entry数组        int oldCapacity = oldTable.length;        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  //扩容前的数组大小如果已经达到最大(2^30)了            threshold = Integer.MAX_VALUE; //修改阈值为int的最大值(2^31-1)，这样以后就不会扩容了            return;        }        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];  //初始化一个新的Entry数组        transfer(newTable);                         //！！将数据转移到新的Entry数组里        table = newTable;                           //HashMap的table属性引用新的Entry数组        threshold = (int) (newCapacity * loadFactor);//修改阈值    }