HashMap原理

简介

HashMap是非线程安全的，主要属性有为Node<K,V>[]。

所有HashMap主体结构是数组，数组的每一项都是链表Node节点。JDK1.8开始当链表Node节点的长度大于8时，会转换为红黑树。

知识点梳理

数组初始化

默认长度是16。如果创建的时候使用是有参构造函数，则为大于输入数字-1的最小2的次方值-1。

注意

数组初始化是在第一次执行put的时候初始化

代码分析

put

执行步骤

先定义几个参数：新放入元素键值对为key、value；p为元素准备放入坐标的节点；table为HashMap内部存储数组；

计算key的hash，根据这个hash值就可以计算将放入的数组坐标
如果table未初始化，则执行resize()进行初始化
计算key对应的数组坐标
1. 如果对应坐标为空，则放入包装了key、value的Node节点
2. 如果坐标已经存在Node节点（参数p），则说明发生碰撞
  1. 如果p.key和key相等，则p.value=value，并直接返回旧p.value
  2. 如果p节点类型属于TreeNode（红黑树），则执行放入红黑树操作
  3. 其他情况。循环链表对比是否有相等的key值存在，存在即覆盖，并直接返回旧的value；不存在则把新元素放到链末尾，如果链的长度>=8，执行转化红黑树操作
数组中元素数大于阀值，则执行扩容。

也就是说，HashMap执行put的时候是先放入新元素，再进行扩容。

put函数入口

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

key的hash值计算

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

这里可以看到，如果放入元素key为空，则坐标为0

put操作具体执行函数putVal

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;
}