java----hashMap源码解读(Java jdk1.7)

核心参数

    
    transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;

    
    transient int size;

    
    // If table == EMPTY_TABLE then this is the initial capacity at which the
    // table will be created when inflated.
    int threshold;

    
    final float loadFactor;

    
    transient int modCount;

threhold：实际的负载量，超过了这个值，就会扩容。loadFactor：扩容因子。真实容量（capacity） * loadFactor = threholdEntry[] 这是个Entry的数组，代表了整个hash表，其中每一个Entry代表一个桶，他是一个链表。正因如此，即使发生了哈希冲突，也可以放在同一个桶中。modCount
我们知道HashMap不是线程安全的 , 也就是说你在操作的同时可能会有其它的线程也在操作该map, 用modCount来记录修改集合修改次数。
我们在边迭代边删除集合元素时会碰到一个异常ConcurrentModificationException , 原因是不管你使用entrySet()方法也好 , keySet()方法也好 , 其实在for循环的时候还是会使用该集合内置的Iterator迭代器中的nextEntry()方法 , 如果你没有使用Iterator内置的remove()方法 , 那么迭代器内部的记录更改次数的值便不会被同步 , 当你下一次循环时调用nextEntry()方法便会抛出异常。
一个hashmap的构造

    
    public HashMap() {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }

让我们来看一下这两个常量是什么

   
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

    
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

两个默认值看到容量为16，负载因子为0.75 ，这也就是一会要赋给的threhold和loadFactor的默认值。

点进构造方法所调用的函数：

 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);

        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = initialCapacity;
        init();
    }

默认容量16，负载因子0.75分别赋给initialCapacity ，loadFactor。

会在首次put时把threshold设置为 16 * 0.75.

put（）详解

   public V put(K key, V value) {
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry 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;
    }

如果map是空的，（这个table就是上面提到的Entry[] ，）通过inflateTable(threshold)初始化

    
    private void inflateTable(int toSize) {
        // Find a power of 2 >= toSize
        int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);

        threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
        table = new Entry[capacity];
        initHashSeedAsNeeded(capacity);
    }

将原本容量转化成二进制（向上取整）赋值给了capacity，作为实际容量，如 7转化成8 9转化成16。（有个小疑惑，为什么要这么做呢）看下roundUpToPowerOf2（）函数

 private static int roundUpToPowerOf2(int number) {
        // assert number >= 0 : "number must be non-negative";
        return number >= MAXIMUM_CAPACITY
                ? MAXIMUM_CAPACITY
                : (number > 1) ? Integer.highestoneBit((number - 1) << 1) : 1;
    }

然后将threshold 变成了新的容量 capacity 的loadFactor（扩容因子）倍。

第一次put时会初始化数组，其容量变为不小于指定容量的2的幂数。然后根据负载因子确定阈值。显然易见的负载因子可以更改。如果能力足够的话。（反正暂时我还是做不到）

继续往下进行，如果key值为空那么又进入到一个方法

    
    private V putForNullKey(V value) {
        for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        addEntry(0, null, value, 0);
        return null;
    }

这个方法所代表的含义就是，查看整个hash表的第一个桶（是个链表），看这个链表中有没有键值为空的，如果有，就将val赋值给它。并返回原来null代表的value。否则进入addEntry方法

    
    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }

        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }

如果没有负载，即threshold没有满并且桶中为空则进入到createEntry方法

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

在当前桶中头插入这个节点。

如果负载了就进行扩容然后重新计算hash值，然后根据新的hash值获得桶的索引，再次插入。如果键值不为空则根据键值算出新的hash，再根据hash算出新索引，计算新索引方法如下：

    
    static int indexFor(int h, int length) {
        // assert Integer.bitCount(length) == 1 : "length must be a non-zero power of 2";
        return h & (length-1);
    }

这也是为什么必须要求hash表的长度是2的幂次方。再减一之后，除了最高位，其余位都是1，在和hash相与，得出结果。

我们可以看到如果容量是2的次方 , 那么length - 1得到的二进制的除了补位外都是1,根据&运算符的规则 , 0&0=0; 0&1=0; 1&1=1;那么也就意味着不论h的值是什么 , 只要length - 1的二进制码是这样的规律的 , 那么就可以保证hash的值只和length - 1的同位参与了运算 .

例如二进制码A(10101011)&B(00001111)的结果就是C(00001011) , C的结果只会受到b二进制码后四位的影响,因为b的补位都是0 , 也就是说h & (length - 1)得到的索引不会大于length,也就不会越界。

如果键值不为空，那么就直接计算hash，得出索引进行循环。for循环遍历的是上面计算出来的桶索引代表的那个链表的所有节点。然后再判断这个链表里面有没有和要插入的节点hash值相同并且equals或者==结果也相同的节点，如共有，就覆盖，并且返回旧值。否则就插入节点。

在这里浅放一下hash的方法：（手撸hash计算hash值可以以此为鉴）

   final int hash(Object k) {
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }

        h ^= k.hashCode();

        // 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);
    }

get（）详解

    public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        Entry entry = getEntry(key);

        return null == entry ? null : entry.getValue();
    }

键空，走getForNullKey（）

   private V getForNullKey() {
        if (size == 0) {
            return null;
        }
        for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null)
                return e.value;
        }
        return null;
    }

这个和刚才看的put方法一致，都在再桶索引为0的地方存取，不用多说。

不空，进

   final Entry getEntry(Object key) {
        if (size == 0) {
            return null;
        }

        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }

首先根据键值计算出hash，然后根据hash计算出索引找到桶，遍历链表的每个节点，当遇到和目标hash相同并且key相同或者equals的节点，就返回。

resize（）详解

这是一个扩容方法

  void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;
        int oldCapacity = oldTable.length;
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }

        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
        table = newTable;
        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    }

新容量= 旧容量 * 2
新负载= 新容量*扩容因子

建立了新容器，要把旧容器的转移过去。transfer方法

    
    void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
        int newCapacity = newTable.length;
        for (Entry e : table) {
            while(null != e) {
                Entry next = e.next;
                if (rehash) {
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                e.next = newTable[i];
                newTable[i] = e;
                e = next;
            }
        }
    }

元素迁移的过程中在多线程情境下有可能会触发死循环（无限进行链表反转）。
出现环形链表的原因大概是这样的：线程1准备处理节点，线程二把HashMap扩容成功，链表已经逆向排序，那么线程1在处理节点时就可能出现环形链表。

不同线程算出来的地址不一样

原因就是有的扩容了，有的没有扩容

java----hashMap源码解读(Java jdk1.7)

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