[Java]JDK源码学习（3）HashMap

首先我们知道HashMap是线程不安全的，所以要避免多个线程共享操作

HashMap的数据结构

HashMap主要是通过数组（transient Entry[] table）来存储数据的，通过key得到hash值后找到数组中相对应的位置，如果有冲突，则是用链表来解决的，请看Entry的属性

final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
final int hash;

这里的next就是为了哈希冲突而存在的。比如通过哈希运算，一个新元素应该在数组的第10个位置，但是第10个位置已经有Entry，那么好吧，将新加的元素也放到第10个位置，将第10个位置的原有Entry赋值给当前新加的 Entry的next属性。数组存储的是链表，链表是为了解决哈希冲突的，这一点要注意。

先看几个HashMap里的字段

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75;

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

：这是用来存储数据的，这个数组同样不会序列化，具体不再累述

transient int size：表示当前存储数据大小

int threshold：阈值，hashMap存放内容数量的临界点，当存放量大于这个值的时候，就需要将table进行扩张，新建一个两倍大的数组，并将老的元素移过去。threshold = (int)(capacity * loadFactor)

final float loadFactor：装载因子，在构造HashMap时指定，用来确定threshold

transient volatile int modCount：记录hashMap结构变化的次数，使用在hashMap的fail-fast机制中（当某个线程获取map的游标后，另一个线程对map做了结构修改的操作，那么原先准备遍历的线程会抛出ConcurrentModificationException异常）。这里注意volatile关键词，它代表modCount这个变量在每次被线程访问时，都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。

再来看HashMap的构造函数

构造函数1：

    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {        if (initialCapacity < 0)            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +                                               initialCapacity);        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +                                               loadFactor);        // Find a power of 2 >= initialCapacity        int capacity = 1;        while (capacity < initialCapacity)            capacity <<= 1;        this.loadFactor = loadFactor;        threshold = (int)(capacity * loadFactor);        table = new Entry[capacity];        init();    }

看到注释了吗？capacity是初始容量，而不是initialCapacity，例如执行new HashMap(9,0.75)；那么HashMap的初始容量是16，而不是9

构造函数2：

  public HashMap(int initialCapacity) {       this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);  }

使用指定的初始容量，装载因子为DEFAULT_LOAD_FACTOR，调用构造函数1来完成

构造函数3：

public HashMap() {        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;        threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);        table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];        init();    }

初始容量和装载因子均为默认值

构造函数4：

    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);        putAllForCreate(m);    }

从现有的map构造新的hashMap，初始容量用原map的容量和默认容量中大的那个值

下面让我们看看几个重要的功能实现

    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;    }

get函数通过输入key得到value，先通过hash，然后通过indexFor函数得到这个key在table的位置，再遍历链表得到结果

    static int indexFor(int h, int length) {        return h & (length-1);    }