HashMap源码解析——学习笔记

hashCode() 说起

hashCode 是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值

hashCode 契约

这个契约在 hashCode 方法的 JavaDoc 中进行了阐述。它可以大致的归纳为下面几点：

1.在一个运行的进程中，相等的对象必须要有相同的哈希码

2.请注意这并不意味着以下常见的误解：

3.不相等的对象一定有着不同的哈希码——错！

4.有同一个哈希值的对象一定相等——错！

不同对象的数量经常比可能的哈希吗的数量 (2^32)更大；

什么是HashMap? 主题

HashMap 是用于储存（key-value）键值对集合，每一个键值对应Entry，这些键储存在一个数据中，数据是HashMap的主干。
内部是通过数组与链表实现的,可以理解为“链表的数组”。

put操作做了什么？

    public V put(K key, V value) {        if (key == null)            return putForNullKey(value);        //计算获取hash值        int hash = hash(key.hashCode());        //获取此次hash值在数组（bucket）的下标位置        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;    }    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);        if (size++ >= threshold)            resize(2 * table.length);    }

1、可以看出put储存对象时候，先调用hashCode计算hash从而得到bucket位置。

2、如果索引碰撞，遍历链表，判断是否有key存在，若存在更新value值。（不过在JDK1.8中链表元素超过8个时，会把链表结构转换成红黑树结构存储，提高查询的性能）

3.若未碰撞，直接放入表中。

4.放入前，如果元素个数超过负载因子的比例，则进行rehash，扩容，之会插入。

5.null key的元素永远会放到index为0的链表里面。

注意：当新加是达到量的阀值（ threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR) ） 默认容器大小16*负载因子0.75f 则开始扩容。容量大小是之前的2倍。

hash算法是什么？

    JDK1.7    static int hash(int h) {        // This function ensures that hashCodes that differ only by        // constant multiples at each bit position have a bounded        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);    }    This function ensures that hashCodes that differ only by    JDK1.8    static final int hash(Object key) {        int h;        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);    }

当数组长度为2的n次幂的时候，不同的key算得得index相同的几率较小，那么数据在数组上分布就比较均匀，也就是说碰撞的几率小，相对的，查询的时候就不用遍历某个位置上的链表。

知识点：
当length总是2的n次方时， h & (length - 1) 等价于 hash对length取模 ，但是&比%具有更高的效率；
在n - 1为15(0x1111)时，其实散列真正生效的只是低4bit的有效位，容易碰撞；

JDK1.8
通过hashCode()的高16位异或低16位实现的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)，主要是从速度、功效、质量来考虑的，这么做可以在数组table的length比较小的时候，也能保证考虑到高低Bit都参与到Hash的计算中，同时不会有太大的开销。

modCount干什么用？

HashMap中有一个成员变量modCount，这个用来实现“fast-fail”机制（也就是快速失败）。所谓快速失败就是在并发集合中，其进行迭代操作时，若有其他线程对其结构性的修改，这是迭代器会立马感知到，当 expectedModCount！= modCount，立刻抛出ConcurrentModificationException异常，不需要等待迭代完成之后才告诉你已经出错。

get 如何实现

    public V get(Object key) {        if (key == null)            return getForNullKey();        int hash = hash(key.hashCode());        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.equals(k)))                return e.value;        }        return null;    }    private V getForNullKey() {        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {            if (e.key == null)                return e.value;        }        return null;    }

1、判断key值是否为null,在table[0]的链表中寻找;

2、计算hash值，进而获得table中的index值

3、在table[index]的链表中寻找，根据hash值和equals()方法获得相应的value。