【Java面试题】HashMap中插入null key的过程

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在HashMap中添加key==null的Entry时会调用putForNullKey方法

下面是HashMap的put方法：

[java] view plain copy

1. public V put(K key, V value) {  
2.        if (table == EMPTY_TABLE) {  
3.            inflateTable(threshold);  
4.        }  
5.        if (key == null)  
6.            return putForNullKey(value);  
7.        int hash = hash(key);  
8.        int i = indexFor(hash, table.length);  
9.        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
10.            Object k;  
11.            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
12.                V oldValue = e.value;  
13.                e.value = value;  
14.                e.recordAccess(this);  
15.                return oldValue;  
16.            }  
17.        }  
18.   
19.        modCount++;  
20.        addEntry(hash, key, value, i);  
21.        return null;  
22.    }  

当key==null时就会调用putForNullKey方法

下面是putForNullKey的源码：

补充一下table：

transient Node<K,V>[] table;

[java] view plain copy

1. private V putForNullKey(V value) {  
2.         for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {  
3.             if (e.key == null) {  
4.                 V oldValue = e.value;  
5.                 e.value = value;  
6.                 e.recordAccess(this);  
7.                 return oldValue;  
8.             }  
9.         }  
10.         modCount++;  
11.         addEntry(0, null, value, 0);  
12.         return null;  
13.     }  

直接去遍历table[0] Entry链表，寻找e.key==null的Entry或者没有找到遍历结束
如果找到了e.key==null，就保存null值对应的原值oldValue，然后覆盖原值，并返回oldValue

如果在table[0]Entry链表中没有找到就调用addEntry方法添加一个key为null的Entry

下面是addEntry的源码：

[java] view plain copy

1. void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
2.        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {  
3.            resize(2 * table.length);  
4.            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;  
5.            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);  
6.        }  
7.   
8.        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);  
9.    }  

这个方法首先判断是否要扩容，当现在hashmap中的Entry数大于等于扩容临界值（capacity*load factor）并且index对应的地方没有Entry就扩容

hashmap每次扩容的大小为2倍原容量，默认容量为16，hashmap的capacity会一直是2的整数幂。

下面是resize扩容源码：

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1. void resize(int newCapacity) {  
2.        Entry[] oldTable = table;  
3.        int oldCapacity = oldTable.length;  
4.        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  
5.            threshold = Integer.MAX_VALUE;  
6.            return;  
7.        }  
8.   
9.        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];  
10.        transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));  
11.        table = newTable;  
12.        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);  
13.    }  

关键是空表扩容后的拷贝到新表的方法transfer方法，下面是源码：

[java] view plain copy

1. void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {  
2.        int newCapacity = newTable.length;  
3.        for (Entry<K,V> e : table) {  
4.            while(null != e) {  
5.                Entry<K,V> next = e.next;  
6.                if (rehash) {  
7.                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);  
8.                }  
9.                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);  
10.                e.next = newTable[i];  
11.                newTable[i] = e;  
12.                e = next;  
13.            }  
14.        }  
15.    }  

遍历原表table ，从table[0]开始，e=table[0]，不为null就创建一个临时Entry next引用e.的下一个Entry，然后把e放到新表中，头插到table[i]中，i由indexFor方法决定i(h&newCapacity)，然后让e=next，继续遍历拷贝。

扩容之后继续插入要插入的Entry，这个时候就要重新hash了，因为旧表已经扩容了,若果key为nul任然是0。

然后进行真正的插入，调用  createEntry(hash, key, value, bucketIndex)，下面是源码：

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1. void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
2.         Entry<K,V> e = table[bucketIndex];  
3.         table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);  
4.         size++;  
5.     }  

进行头插，创建一个新的entry，new Entry<>(hash,key,value,e)

[java] view plain copy

1. /** 
2.         * Creates new entry. 
3.         */  
4.        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {  
5.            value = v;  
6.            next = n;  
7.            key = k;  
8.            hash = h;  
9.        }  

新的entry复制到table[bucketIndex]，并next引用原来的table[bucketIndex]，完成。

在这里key是null,所以bucketIndex=0,现在的table[0]就是null key Entry。

如果不需要进行扩容，直接在table[0]进行头插就可以了。

总结：

上面分析了null key的插入过程，其实也包括了所有键值插入的过程。

1.先在table[0]的链表中寻找null key，如果有null key就直接覆盖原来的value，返回原来的value；

2.如果在table[0]中没有找到，就进行头插，但是要先判断是否要扩容，需要就扩容，然后进行头插，此时table[0]就是新插入的null key Entry了。