HashMap的使用居然还有这种限制？！！

其一

请问，以下几段代码的输出分别是什么？

代码1

        Map<Map<String, String>, String> map = new HashMap<>();
        HashMap<String, String> key = new HashMap<>();
        map.put(key, "value");
        System.out.println("Before:" + map.size());
        Iterator<Map.Entry<Map<String, String>, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            iterator.next();
            iterator.remove();
        }
        System.out.println("After:" + map.size());

代码2

        Map<Map<String, String>, String> map = new HashMap<>();
        HashMap<String, String> key = new HashMap<>();
        map.put(key, "value");
        key.put("1", "2");
        System.out.println("Before:" + map.size());
        Iterator<Map.Entry<Map<String, String>, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            iterator.next();
            iterator.remove();
        }
        System.out.println("After:" + map.size());

代码3

        Map<Map<String, String>, String> map = new HashMap<>();
        HashMap<String, String> key = new HashMap<>();
        map.put(key, "value");
        key.put("1", "1");
        System.out.println("Before:" + map.size());
        Iterator<Map.Entry<Map<String, String>, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            iterator.next();
            iterator.remove();
        }
        System.out.println("After:" + map.size());

其二

答案揭晓，输出分别是

// 代码1
Before:1
After:0
// 代码2
Before:1
After:1
// 代码3
Before:1
After:0

这是为什么呢？如果你和我一样，都感觉有些莫名其妙。那来，我们来慢慢揭晓答案。

其三

首先我们跟进源码找到 HashMap.entrySet().iterator() 的会返回一个 HashIterator 实例。然后定位到 remove 方法

        public final void remove() {
            Node<K,V> p = current;
            if (p == null)
                throw new IllegalStateException();
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            current = null;
            K key = p.key;
            removeNode(hash(key), key, null, false, false);
            expectedModCount = modCount;
        }

会发现他实际上会调用 HashMap::removeNode 方法。跟进该方法

    final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
                               boolean matchValue, boolean movable) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
               // remove node .....
        }
        return null;
    }

开启DEBUG模式，我们会发现，在代码2中，程序在执行 (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null时，得到的结果为null。那就说明在期望的存储位置中，没有找到对应的元素。

那我们再来看看HashMap是如何处理新添入的元素，找到 HashMap::put方法，其代码如下：

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);

         // ......... some operate......
        return something;
}

到这里，就算破案了。原来HashMap在放置元素时，是根据目标的HashCode来确定位置。在此之后，如果通过引用再对原对象进行修改，那么就会导致在 remove 时查不到该元素。

其四

那细心的同学可能注意到，在代码块3中，我们同样对原对象进行了修改，为何仍然能成功移除。

这个就要涉及到HashMap的HashCode计算方式了，我们找到 HashMap的 hashCode 实现

    public int hashCode() {
        int h = 0;
        Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        while (i.hasNext())
            h += i.next().hashCode();
        return h;
    }

这里是将集合内所有元素的hashCode累加而得。继续跟踪找到 HashMap.Node::hashCode

        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

可知，Node的HashCode是有key 和 value 的hashCode做异或运算而得。在我们 put("1", "1") 之后，HashMap的HashCode的仍然为0，简单来说，就是HashCode发生了碰撞。设值前后的HashCode是一样的，都为0。这个时候去Remove，当然能够成功了。

终

这里不仅仅影响到 Iterator 的 remove。同样也会影响到 HashMap的remove, get 等方法。

总结一下。HashMap的元素定位，与其Key的HashCode息息相关。在日常开发中，尽量使用不变的对象(Immuable Object)去作为Key，否则会导致对集合的读写失败。

最后编辑于：2020.05.08 22:30:33