上文详解HashMap源码解析（上）介绍了HashMap整体介绍了一下数据结构，主要属性字段，获取数组的索引下标，以及几个构造方法。本文重点讲解元素的添加、查找、扩容等主要方法。

添加元素

put(K key, V value)

public V put(K key, V value) {

    return putVal(hash(key), key, value, false, true);

}

首先算出key的哈希码，调用hash方法，获取到hash值。

调用putVal()

    /**

     * @param hash hash for key       hash 值

     * @param key the key             key 值

     * @param value the value to put  value 值

     * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value   只有不存在，才不改变他的值

     * @param evict if false, the table is in creation mode.

     * @return previous value, or null if none                                返回上一个值，如果不存在返回null

     */

    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,

                   boolean evict) {

        // 声明一个node数组 tab，node 节点

        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;

        // 如果 table 为 null 或者 tab的长度为 0 ，|| 两边都要做一下判断，table 为空，或者table的长度为0

        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)

            // table 初始化

            n = (tab = resize()).length;

        //  不存在，直接新建一个Node节点

        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

            // 新建节点

            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

        else {

            // 存在节点

            Node<K,V> e; K k;

            // hash值 和 p 节点的hash值一致，（键值的地址）一致或者（键的值）一致，直接替换

            if (p.hash == hash &&

                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                e = p;

            // 节点是红黑树

            else if (p instanceof TreeNode)

                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

            else {

                // 节点是链表，从前往后遍历

                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {

                    // 遍历链表的最后一个节点

                    if ((e = p.next) == null) {

                        p.next = newNode(hash, key, value, null);

                        // 链表个数大于等于 8，因为从零开始所以要减一

                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st

                            // 转成红黑树

                            treeifyBin(tab, hash);

                        break;

                    }

                    // hash一致 或者 值一致

                    if (e.hash == hash &&

                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                        break;

                    p = e;

                }

            }

           // e不为空，直接替换赋值

            if (e != null) { // existing mapping for key

                V oldValue = e.value;

                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)

                   // 原来的值为空，赋值

                    e.value = value;

                afterNodeAccess(e);

                return oldValue;

            }

        }

        ++modCount;

        if (++size > threshold)

            resize();

        afterNodeInsertion(evict);

        return null;

    }

首先判断哈希数组table是否为null,如果为null，就扩容。
(n - 1) & hash对应的下标是否存在节点。
- 不存在节点，就创建新的节点并赋值。
- 存在节点
  - 节点key值是否相等，相等就替换 value。
  - 是否为红黑树，添加数据到红黑树中。
  - 上面都不符合，就是普通链表，遍历链表，如果链表存在相同key就替换，否则在链表最后添加数据。

流程图：

putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)

putAll 是将集合元素全部添加到HashMap中，putAll调用了putMapEntries方法，putMapEntries先判断是否需要扩容，然后遍历元素，调用putVal添加元素,下面是添加元素代码：

for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {

    K key = e.getKey();

    V value = e.getValue();

    putVal(hash(key), key, value, false, evict);

}

获取数据

get(Object key)

通过key找到哈希表的中Node节点的value值。

// 返回map映射对应的value值

public V get(Object key) {

    Node<K,V> e;

    return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;

}

首先使用hash方法算出哈希值，然后再调用getNode()获取数据：

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {

    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;

    // 判断tab有数据，并且对应下标存在数据

    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&

        (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {

        // hash相等以及key相等（key地址相等或者key的值相等），找的就是第一个元素

        if (first.hash == hash && // always check first node

            ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

            return first;

        // 遍历链表

        if ((e = first.next) != null) {

            // 红黑树找到当前key所在的节点位置

            if (first instanceof TreeNode)

                return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);

            do {

                // 普通链表，往后遍历，直到找到数据或者遍历到链表末尾为止

                if (e.hash == hash &&

                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                    return e;

            } while ((e = e.next) != null);

        }

    }

    return null;

}

判断哈希数组是否不为null并且数组下标(n - 1) & hash处不为null,如果都有值，就查询首节点first，否则返回null。
找到首节点，匹配上相等的hash和key,返回首节点。
链表有多个元素，是否为红黑树
- 是红黑树，在红黑树查找
- 不是红黑树，就遍历普通链表，直到匹配到相同的hash和key值。

流程图:

resize 扩容

当哈希数组为null，或元素个数超过了阈值，就调用resize扩容方法：

final Node<K,V>[] resize() {

    // 记录原数组

    Node<K,V>[] oldTab = table;

    // 原数组长度

    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;

    // 原阈值（数组长度达到阈值）

    int oldThr = threshold;

    // 新容量，新阈值

    int newCap, newThr = 0;

    if (oldCap > 0) {

        // 数组长度大于或者等于MAXIMUM_CAPACITY（1>>30）不做扩容操作。

        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {

            threshold = Integer.MAX_VALUE;

            return oldTab;

        }

        // 扩容后长度小于MAXIMUM_CAPACITY（1>>30）并且数组原来长度大于16

        // 阈值和新容量都翻倍

        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&

                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)

            newThr = oldThr << 1; // double threshold

    }

    // 阈值大于零，旧阈值替换成新容量

    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold

        newCap = oldThr;

    else {               // zero initial threshold signifies using defaults

        // oldCap 和 oldThr 都小于等于0，说明是调用无参构造方法，赋值默认容量16，默认阈值12。

        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;

        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);

    }

    if (newThr == 0) {

        // 新阈值为零，计算阈值

        float ft = (float)newCap * loadFactor;

        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?

                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);

    }

    threshold = newThr;

    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})

    // 新建Node数组。调用无参构造方法，并不会创建数组，在第一次调用put方法，才会调用resize方法，才会创建数组，延迟加载，提高效率。

    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];

    table = newTab;

    // 原来的数组不为空，把原来的数组的元素重新分配到新的数组中

    // 如果是第一次调用resize方法，就不需要重新分配数组。

    if (oldTab != null) {

        // 旧数组遍历

        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {

            Node<K,V> e;

            // 存在下标下的第一个元素

            if ((e = oldTab[j]) != null) {

                oldTab[j] = null;

                // 当前元素下一个元素为空，说明此处只有一个元素，直接使用元素的hash值和新数组的容量取模，获得新下标的位置

                if (e.next == null)

                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;

                // 红黑树，拆分红黑树，必要时可能退化为链表

                else if (e instanceof TreeNode)

                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);

                // 长度大于1的普通链表

                else { // preserve order

                    // loHead、loTail分别代表旧位置的头尾节点

                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;

                    // hiHead、hiTail分别代表新位置的头尾节点

                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;

                    Node<K,V> next;

                    // 遍历链表

                    do {

                        next = e.next;

                        // & 与运算，两个都会1，结果才为1

                        // 元素的hash值和oldCap与运算为0，原位置不变

                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {

                            if (loTail == null)

                                loHead = e;

                            else

                                loTail.next = e;

                            loTail = e;

                        }

                        // 移动到原来位置 + oldCap

                        else {

                            if (hiTail == null)

                                hiHead = e;

                            else

                                hiTail.next = e;

                            hiTail = e;

                        }

                    } while ((e = next) != null);

                    if (loTail != null) {

                        loTail.next = null;

                        newTab[j] = loHead;

                    }

                    if (hiTail != null) {

                        hiTail.next = null;

                        newTab[j + oldCap] = hiHead;

                    }

                }

            }

        }

    }

    return newTab;

}

原容量是否为空
- 不为空，是否大于最大容量
  - 大于最大容量，不做扩容
  - 小于最大容量，并且大于默认容量16。阈值和容量都翻倍。
- 为空，原阈值大于零，就阈值赋值给新容量。
原容量和原阈值都小于等于零，赋值默认容量16和默认阈值12。
做完阈值和容量的赋值之后，遍历数组。
有值，是否只有一个元素，如果是就放入新数组n-1&hash下标处。
如果是红黑树就拆分红黑树。
上面两个都不符合就是普通链表。
遍历链表，如果hash&数组原长度为0
- 放在数组原下标处。
- 不为零，放在原位置+原数组长度处。

流程图：

总结

本文主要讲解了元素的添加、查找、扩容等主要方法，其中添加和查询都需要先获取数组的下标，然后进行对应的操作。

`put`添加

首次添加数据需要对数组进行扩容。
对应下标是否有值
- 没有值，直接赋值
- 有值
  - key一致，替换value值。
  - key不一致
    - 是红黑树，在红黑树添加数据。
    - 不是红黑树，就是链表，遍历链表，存在相同节点key，替换。否者添加在链表的尾部。

`get`查询

下标是否有值
- 没有值，返回null
- 有值
  
  *hash和key相等的话，返回节点。
  - 是否是多链表。
    - 不是，返回null。
    - 是的话，是否是红黑树。
      - 红黑树，在红黑树中查找
      - 否则就是普通链表，遍历链表知道匹配到相同的hash和key。

resize 扩容

容量大于零
- 大于最大容量值，不再扩容。
- 介于最大和默认容量之间，阈值和容量都翻倍。
初始化的时候，设置默认容量和默认阈值。
遍历原数组
节点有值，并且只有一个值，赋值给新数组n-1&hash处。
如果是红黑树，就拆分红黑树。
以上都不符合，就是普通链表，遍历链表。因为数组长度都是2的幂次方，扩容后元素的位置*要么是在原位置，要么是在原位置再移动2次幂的位置。
- hash&与运算原数组长度，等于0，存在原来的位置。
- 不等于0，就存放下标原来位置+原数组长度位置处。

巴特西

详解HashMap源码解析（下）

添加元素

put(K key, V value)

putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)

获取数据

get(Object key)

resize 扩容

总结

`put`添加

`get`查询

resize 扩容

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