Java --HashMap源码解析
2024-08-25 09:21:10
兴趣所致研究一下HashMap的源码，写下自己的理解，基于JDK1.8。
本文大概分析HashMap的put(),get(),resize()三个方法。
首先让我们来看看put()方法。
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
1.首先通过hash(key)计算key的hash值
putVal(hash(key), key, value, false, true)
2.由于hashMap实际存储数据的就是table数组，那么首先需要判断table数组是否已经被初始化了，如果没有初始化，那么调用resize()方法对table进行初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
3.通过hash与（n-1）进行与运算得出数组的索引，根table[索引]判断是否为null，如果为null那么直接存入该位置。
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
4.如果table[索引]不为null，那么说明位置发生了碰撞，需要继续进行判断
5.如果判断table[索引]位置p上的p.key=key&&p.hash=hash，那么就会对value进行替换，也就是保证key唯一。
6.如果不满足5的条件，那么会判断table[索引]位置p如果是二叉树节点，那么会调用TreeNode.putTreeVal()去进行对二叉树节点的插入。
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
7.如果不满足5，6的条件，那么会使用链表来插入该节点：循环寻找p.next直到找到一个位置为null那么进行插入。
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
8.上述5，6，7三步中，只要发现了p.key=key&&p.hash=hash，那么就会进行value替换，将oldValue替换为newValue。
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
9.进行计数+1，并且判断当前已存数量是否大于table[]的2/3，如果大于那么使用resize()对table进行扩充。
10.至此整个put()完成。
再来让我们看看get()方法。
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
/**
* Implements Map.get and related methods
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @return the node, or null if none
*/
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
1.首先判断table[]是否为空，通过hash计算索引判断table[索引]是否为空，如果任意一项为空那么直接return null。
2.判断table[索引]的hash与key是否都与查找的相同，如果hash与key都相同，那么直接返回table[索引]。
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
3.如果不满足条件2，那么判断table[索引]的next是否为空，如果为空则return null。
4.如果table[索引]的next不为空，那么判断是否为二叉树，如果是二叉树直接使用getTreeNode()方法查找。
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
5.如果不是二叉树，那么直接使用链表的方式查找。
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
6.至此完成整个get()方法。
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