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關于HashMap源碼解讀

 更新時間:2024年09月20日 08:51:22   作者:億先生@  
HashMap是基于哈希表的Map接口實現(xiàn),主要用于存儲鍵值對,它通過數(shù)組、鏈表和紅黑樹來實現(xiàn),解決了哈希沖突問題,Java?8中,HashMap對數(shù)據(jù)結構進行了優(yōu)化,引入紅黑樹來提高查找效率,此外,HashMap是非線程安全的,適用于單線程環(huán)境

一、概述

  • HashMap 是基于哈希表實現(xiàn)的,每一個元素是一個 key-value 對,其內(nèi)部通過單鏈表解決沖突問題,容量不足(超過了閾值)時,同樣會自動增長。
  • HashMap 是非線程安全的,只是適用于單線程環(huán)境,多線程環(huán)境可以采用并發(fā)包下的concurrentHashMap
  • HashMap 實現(xiàn)了Serializable接口,支持序列化,實現(xiàn)了Cloneable接口,能被克隆。
  • HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步實現(xiàn).此實現(xiàn)提供所有可選的映射操作,并允許使用null值和null鍵。此類不保證映射的順序,特別是它不保證該順序恒久不變。
  • Java8中又對此類底層實現(xiàn)進行了優(yōu)化,比如引入了紅黑樹的結構以解決哈希碰撞

JDK1.7和JDK1.8的區(qū)別

比較HashMap1.7HashMap1.8
數(shù)據(jù)結構數(shù)組+鏈表數(shù)組+鏈表+紅黑樹
節(jié)點Entry(hash是可變的,因為有rehash的操作)Node TreeNode(為了轉(zhuǎn)換紅黑樹、hash是final修飾,也就是說hash值一旦確定,就不會再重新計算hash值了)
Hash算法較為復雜異或Hash右移16位
對Null的處理單獨寫一個putForNull()方法處理作為以一個Hash值為0的普通節(jié)點處理
初始化賦值給一個空數(shù)值,put時初始化沒有賦值,懶加載,put時初始化
擴容插入前擴容插入后,初始化,樹化時擴容
節(jié)點插入頭插法尾插法

什么是懶加載?

  • 即延遲加載(Lazyload)。
  • 簡單的說就是只有當我們?nèi)フ{(diào)用到它時才會去做加載。

二、HashMap的數(shù)據(jù)結構

HashMap 底層采用數(shù)組+鏈表+紅黑樹的數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)。

數(shù)組是 HashMap 的主體,用于存儲鍵值對;鏈表用于解決哈希沖突;紅黑樹是在鏈表長度超過一定閾值(默認為8)時,將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹,以提高查找效率。

三、迭代方式

HashMap的迭代種類

  • 分別遍歷Key和Value
  • 使用Iterator迭代器迭代
  • 通過get的方式(不建議使用)
  • Map接口中的默認方法(映射方式)JDK1.8
public class HashMapExam {
    public static void main(String[] args) {

        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            map.put(i, new String(new char[]{(char) ('A'+ i)}));
        }


        System.out.println("======Key和Value=======");
        for (Integer key:map.keySet()) {
            System.out.println(key);
        }
        for (String value:map.values()) {
            System.out.println(value);
        }

        System.out.println("======Iterator迭代器=======");
        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<Integer, String> mapEntry = iterator.next();
            System.out.println(mapEntry.getKey()+ "====" + mapEntry.getValue());
        }

        System.out.println("======Get的方式=======");
        Set<Integer> keySet = map.keySet();
        for (Integer key : keySet) {
            System.out.println(key + "====" + map.get(key));
        }
        
        System.out.println("======forEach=======");
        map.forEach((key,value) -> System.out.println(key+ "----" + value));
    }
}

四、源碼分析

1、HashMap繼承關系

  • Cloneable 空接口:表示可以克隆。創(chuàng)建并返回HashMap對象的一個副本;
  • Serializable 序列化接口:屬于標記性接口。HashMap 對象可以倍序列化和反序列化。
  • AbstractMap:父類提供了Map實現(xiàn)接口。以最大限度地減少實現(xiàn)此接口所需的工作。

HashMap 繼承關系如下圖所示:

補充:通過上述繼承關系我們發(fā)現(xiàn)一個很奇怪的現(xiàn)象, 就是HashMap已經(jīng)繼承了AbstractMap而AbstractMap類實現(xiàn)了Map接口,那為什么HashMap還要在實現(xiàn)Map接口呢?同樣在ArrayList中LinkedList中都是這種結構。

據(jù) java 集合框架的創(chuàng)始人Josh Bloch描述,這樣的寫法是一個失誤。在java集合框架中,類似這樣的寫法很多,最開始寫java集合框架的時候,他認為這樣寫,在某些地方可能是有價值的,直到他意識到錯了。顯然的,JDK的維護者,后來不認為這個小小的失誤值得去修改,所以就這樣存在下來了。

2、成員變量

// 序列化版本號
private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;

// 默認的初始容量是16 --> 1<<4 相當于 1*2的4次方也就是16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; 

// 最大容量(傳入容量過大將被這個替換)
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

// 默認加載因子為0.75,通過這個來算出臨界值
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

// 當桶(bucket)上的結點數(shù)大于這個值時會轉(zhuǎn)換成紅黑樹
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

// 當桶(bucket)上的結點數(shù)小于這個值時樹轉(zhuǎn)鏈表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

// 桶中結構轉(zhuǎn)化為紅黑樹對應的數(shù)組長度最小的值 
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

//存儲元素的數(shù)組 
transient Node<K,V>[] table;

//存放具體元素的集合
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;

//存放元素的個數(shù),注意這個不等于數(shù)組的長度。
 transient int size;

// 每次擴容和更改map結構的計數(shù)器
 transient int modCount;  

// 臨界值 當實際大小(容量*負載因子)超過臨界值時,會進行擴容
int threshold;

// 負載因子實際大小
final float loadFactor;

3、構造方法

①HashMap()

public HashMap() {
   this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // 將默認的加載因子0.75賦值給loadFactor,并沒有創(chuàng)建數(shù)組
}

②HashMap(int initialCapacity)

// 指定“容量大小”的構造函數(shù)
public HashMap(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}

③HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
    //判斷初始化容量initialCapacity是否小于0
    if (initialCapacity < 0)
        //如果小于0,則拋出非法的參數(shù)異常IllegalArgumentException
        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                            initialCapacity);
    //判斷初始化容量initialCapacity是否大于集合的最大容量MAXIMUM_CAPACITY-》2的30次冪
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
        //如果超過MAXIMUM_CAPACITY,會將MAXIMUM_CAPACITY賦值給initialCapacity
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    //判斷負載因子loadFactor是否小于等于0或者是否是一個非數(shù)值
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
        //如果滿足上述其中之一,則拋出非法的參數(shù)異常IllegalArgumentException
        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                            loadFactor);
     //將指定的加載因子賦值給HashMap成員變量的負載因子loadFactor
    this.loadFactor = loadFactor;
    /*
    	tableSizeFor(initialCapacity) 判斷指定的初始化容量是否是2的n次冪,如果不是那么會變?yōu)楸戎?		定初始化容量大的最小的2的n次冪。這點上述已經(jīng)講解過。
    	但是注意,在tableSizeFor方法體內(nèi)部將計算后的數(shù)據(jù)返回給調(diào)用這里了,并且直接賦值給threshold邊			界值了。有些人會覺得這里是一個bug,應該這樣書寫:
    	this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity) * this.loadFactor;
    	這樣才符合threshold的意思(當HashMap的size到達threshold這個閾值時會擴容)。
		但是,請注意,在jdk8以后的構造方法中,并沒有對table這個成員變量進行初始化,table的初始化被推			 遲到了put方法中,在put方法中會對threshold重新計算,put方法的具體實現(xiàn)我們下面會進行講解
    */
    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
最后調(diào)用了tableSizeFor,來看一下方法實現(xiàn):
/**
 * Returns a power of two size for the given target capacity.
   返回比指定初始化容量大的最小的2的n次冪
 */
static final int tableSizeFor(int cap) {
    int n = cap - 1;
    n |= n >>> 1;
    n |= n >>> 2;
    n |= n >>> 4;
    n |= n >>> 8;
    n |= n >>> 16;
    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

④HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

//構造一個映射關系與指定 Map 相同的新 HashMap。
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    //負載因子loadFactor變?yōu)槟J的負載因子0.75
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
    putMapEntries(m, false);
}
// 最后調(diào)用了putMapEntries,來看一下方法實現(xiàn):
final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
    //獲取參數(shù)集合的長度
    int s = m.size();
    if (s > 0)
    {
        //判斷參數(shù)集合的長度是否大于0,說明大于0
        if (table == null)  // 判斷table是否已經(jīng)初始化
        { // pre-size
                // 未初始化,s為m的實際元素個數(shù)
                float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
                int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
                        (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
                // 計算得到的t大于閾值,則初始化閾值
                if (t > threshold)
                    threshold = tableSizeFor(t);
        }
        // 已初始化,并且m元素個數(shù)大于閾值,進行擴容處理
        else if (s > threshold)
            resize();
        // 將m中的所有元素添加至HashMap中
        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);
        }
    }
}

4、成員方法

①Node類

Node 類是 HashMap 中的靜態(tài)內(nèi)部類,實現(xiàn)Map·Entry 接口,定義了 key 鍵、value 值、next 節(jié)點,也就是說元素之間構成單向鏈表。

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<K,V> next;

    Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        this.hash = hash;
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next;
    }

    public final K getKey()        { return key; }
    public final V getValue()      { return value; }
    public final String toString() { return key + "=" + value; }

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

    public final V setValue(V newValue) {
        V oldValue = value;
        value = newValue;
        return oldValue;
    }

    public final boolean equals(Object o) {
        if (o == this)
            return true;
        if (o instanceof Map.Entry) {
            Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
            if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
                Objects.equals(value, e.getValue()))
                return true;
        }
        return false;
    }
}

②TreeNode類(Java新加的)

紅黑樹結構包含前、后、左、右節(jié)點,以及標志是否為紅黑樹的字段

static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
    TreeNode<K,V> parent;  
    TreeNode<K,V> left;
    TreeNode<K,V> right;
    TreeNode<K,V> prev;   
    boolean red;
    TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, val, next);
    }

    final TreeNode<K,V> root() {
        for (TreeNode<K,V> r = this, p;;) {
            if ((p = r.parent) == null)
                return r;
            r = p;
        }
    }

    static <K,V> void moveRootToFront(Node<K,V>[] tab, TreeNode<K,V> root) {
        ....
    }

    final TreeNode<K,V> find(int h, Object k, Class<?> kc) {
        ....
    }

    final TreeNode<K,V> getTreeNode(int h, Object k) {
        return ((parent != null) ? root() : this).find(h, k, null);
    }

    static int tieBreakOrder(Object a, Object b) {
        ....
    }

    final void treeify(Node<K,V>[] tab) {
        ....
    }

    final Node<K,V> untreeify(HashMap<K,V> map) {
        ....
    }

    final TreeNode<K,V> putTreeVal(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab,
                                       int h, K k, V v) {
        ....
    }

    final void removeTreeNode(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab,
                                  boolean movable) {
        ....
    }

    final void split(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, int index, int bit) {
        ....
    }

    static <K,V> TreeNode<K,V> rotateLeft(TreeNode<K,V> root,
                                              TreeNode<K,V> p) {
        ....
    }

    static <K,V> TreeNode<K,V> rotateRight(TreeNode<K,V> root,
                                               TreeNode<K,V> p) {
        ....
    }

    static <K,V> TreeNode<K,V> balanceInsertion(TreeNode<K,V> root,
                                                    TreeNode<K,V> x) {
        ....
    }

    static <K,V> TreeNode<K,V> balanceDeletion(TreeNode<K,V> root,
                                                   TreeNode<K,V> x) {
        ....
    }

    static <K,V> boolean checkInvariants(TreeNode<K,V> t) {
        ....
    }
}

③Hash方法

在JDK1.8及之后對Hash算法進行了改良,使用較為復雜 異或Hash右移16位。

static final int hash(Object key) {
    int h;
    // (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16):異或Hash右移16位算法
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

④Get方法

下面是JDK1.8中HashMap的Get方法的簡要實現(xiàn)過程:

  1. 首先,需要計算鍵的哈希值,并通過哈希值計算出在數(shù)組中的索引位置。
  2. 如果該位置上的元素為空,說明沒有找到對應的鍵值對,直接返回null。
  3. 如果該位置上的元素不為空,遍歷該位置上的元素,如果找到了與當前鍵相等的鍵值對,那么返回該鍵值對的值,否則返回null。
public V get(Object key) {
    Node<K,V> e;
    return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}

get方法看起來很簡單,就是通過同樣的 hash 得到 key 的 hash 值。重點看下 getNode 方法:

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
    // 當前 HashMap 的散列表的引用
    Node<K,V>[] tab; 
    // first:桶頭元素
    // e:用于存儲臨時元素
    Node<K,V> first, e;
    // n:table 數(shù)組的長度
    int n; 
    // 元素中的 k
    K k;
    // 將 table 賦值給 tab,不等于 null 說明有數(shù)據(jù),(n = table.length)> 0 同理說明 table 中有值
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        // 同時將 該位置的元素賦值為 first
        (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
        // 定位到了桶的到的位置就是想要獲取的 key 對應的,直接返回該元素
        if (first.hash == hash && 
            ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            return first;
        // 到這一步說明定位到的元素不是想要的,且該位置不僅僅有一個元素,想要判斷是鏈表還是樹
        if ((e = first.next) != null) {
            // 是否已經(jīng)樹化
            if (first instanceof TreeNode)
                return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
            // 處理鏈表的情況
            do {
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    return e;
            } while ((e = e.next) != null);
        }
    }
    // 遍歷不到返回null
    return null;
}

⑤Put方法

下面是 JDK 1.8 中 HashMap 的 put 方法的簡要實現(xiàn)過程:

  1. 首先,put 方法會計算鍵的哈希值(通過調(diào)用 hash 方法),并通過哈希值計算出在數(shù)組中的索引的位置。
  2. 如果該位置上的元素為空,那么直接將鍵值對存儲在該位置上。
  3. 如果該位置上的元素不為空,那么遍歷該位置上的元素,如果找到了與當前鍵相等的鍵值對,那么將該鍵值對的值更新為當前值,并返回舊值。
  4. 如果該位置上的元素不為空,但沒有與當前鍵相等的鍵值對,那么將鍵值對插入到鏈表或紅黑樹中(如果該位置上的元素數(shù)量超過一個閾值,就會將鏈表轉(zhuǎn)化為紅黑樹來提高效率)。
  5. 如果插入成功,返回被替換的值;如果插入失敗,返回null。
  6. 插入成功后,如果需要擴容,那么就進行一次擴容操作。
public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

核心其實是通過putValue方法實現(xiàn)的,在傳給putValue的參數(shù)中,先調(diào)用hash獲取了一個hashCode。

putValue 方法主要實現(xiàn)如下,給大家增加了注釋:

/**
     * Implements Map.put and related methods.
     *
     * @param hash		key 的 hash 值
     * @param key 		key 值
     * @param value 	value 值
     * @param onlyIfAbsent true:如果某個 key 已經(jīng)存在那么就不插了;false 存在則替換,沒有則新增。這里為 false
     * @param evict 	不用管理。我也不認識
     * @return previous value, or null if none
     */
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
    // tab 表示當前 hash 散列表的引用
    Node<K,V>[] tab; 
    // 表示具體的散列表中的元素
    Node<K,V> p; 
    // n:表示散列表數(shù)組的長度
    // i:表示路由尋址的結果
    int n, i;
    // 將 table 賦值發(fā)給 tab,如果 tab == null,說明 table 還沒有被初始化。則此時是需要去創(chuàng)建 table 的
    // 為什么這個時候才去創(chuàng)建散列表,因為可能創(chuàng)建了 HashMap 時候可能并沒有存放數(shù)據(jù),如果在初始化 HashMap 的時候創(chuàng)建散列表,勢必會造成空間的浪費
    // 這里也就是延遲初始化的邏輯
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    // 如果 p == null,說明尋址到的桶沒有元素。那么就將 key-value 封裝到 Node 中,并放到尋址到的下標為 i 的位置
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    // 到這里說明 該位置已經(jīng)有數(shù)據(jù)了,且此時可能是鏈表結構,也可能是樹結構
    else {
        // e 表示找到了一個與當前要插入的 key-value 一致的元素
        Node<K,V> e; 
        // 臨時的 key
        K k;
        // p 的值就是上一步 if 中的結果即:此時的(p = tab[i = (n - 1) & hash])不等于 null
        // p 是原來的已經(jīng)在 i 的位置的元素,且新插入的 key 是等于 p 中的 key
        // 說明找到了和當前需要插入的元素相同的元素(其實就是需要替換而且)
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            // 將 p 的值賦值給 e
            e = p;
        // 說明已經(jīng)樹化,紅黑樹會有單獨的文章介紹,本文不再闡述
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            // 如果 p.next == null 說明 p 是最后一個元素,說明,該元素在鏈表中也沒有重復的
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    // 直接將 key-value 封裝到 Node 中并且添加到 p 的后面
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 當元素已經(jīng)是 7 了,再來一個就是 8 個了,那么就需要進行樹化
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        // 樹化
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                // 在鏈表中找到了某個和當前元素一樣的元素,即需要做替換操作了
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                // 將e(即p.next)賦值給e,這就是為了繼續(xù)遍歷鏈表的下一個元素(沒啥好說的)下面的有張圖幫助大家理解
                p = e;
            }
        }
        // 如果條件成立,說明找到了需要替換的數(shù)據(jù)
        if (e != null) {
            // 這里不就是使用新的值賦值為舊的值嘛
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            // 這個方法沒用,里面啥都沒有
            afterNodeAccess(e);
            // HashMap put 方法的返回值是原來位置的元素值
            return oldValue;
        }
    }
    // 上面說過,對于散列表 結構修改次數(shù),那么就修改 modCount 的次數(shù)
    ++modCount;
    // size 即散列表中的元素個數(shù),添加后需要自增,如果自增后的值大于擴容的閾值,那么就觸發(fā)擴容操作
    if (++size > threshold)
        resize();
    // 啥也沒干
    afterNodeInsertion(evict);
    // 原來位置沒有值,那么就返回 null 唄
    return null;
}

⑥Resize方法

什么情況下會擴容(擴原來的2倍):

  • 容器初始化的時候
  • 元素個數(shù)大于臨界值的時候
  • 桶中的個數(shù)大于8時,并且數(shù)量小于64時
    HashMap的擴容是什么:
  • 首先會新建一個比原來大于2倍的哈希表
  • 遍歷舊哈希表的每個桶,重新計算桶的元素的新位置(rehash方式)
    • 如果高位新增1,則 原位置+舊容器
    • 如果高位沒有新增1,則 原位置
  • 將計算出新位置的元素放進新哈希表中,
  • 并且將舊哈希表中對應的元素設置為null,方便后面GC回收

final Node<K,V>[] resize() {
    //得到當前數(shù)組
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    //如果當前數(shù)組等于null長度返回0,否則返回當前數(shù)組的長度
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    //當前閥值點 默認是12(16*0.75)
    int oldThr = threshold;
    int newCap, newThr = 0;
    //如果老的數(shù)組長度大于0
    //開始計算擴容后的大小
    if (oldCap > 0) {
        // 超過最大值就不再擴充了,就只好隨你碰撞去吧
        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            //修改閾值為int的最大值
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return oldTab;
        }
        /*
        	沒超過最大值,就擴充為原來的2倍
        	1)(newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY 擴大到2倍之后容量要小于最大容量
        	2)oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 原數(shù)組長度大于等于數(shù)組初始化長度16
        */
        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
            //閾值擴大一倍
            newThr = oldThr << 1; // double threshold
    }
    //老閾值點大于0 直接賦值
    else if (oldThr > 0) // 老閾值賦值給新的數(shù)組長度
        newCap = oldThr;
    else {// 直接使用默認值
        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//16
        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
    }
    // 計算新的resize最大上限
    if (newThr == 0) {
        float ft = (float)newCap * loadFactor;
        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
    }
    //新的閥值 默認原來是12 乘以2之后變?yōu)?4
    threshold = newThr;
    //創(chuàng)建新的哈希表
    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
    //newCap是新的數(shù)組長度--》32
    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    //判斷舊數(shù)組是否等于空
    if (oldTab != null) {
        // 把每個bucket都移動到新的buckets中
        //遍歷舊的哈希表的每個桶,重新計算桶里元素的新位置
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                //原來的數(shù)據(jù)賦值為null 便于GC回收
                oldTab[j] = null;
                //判斷數(shù)組是否有下一個引用
                if (e.next == null)
                    //沒有下一個引用,說明不是鏈表,當前桶上只有一個鍵值對,直接插入
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                //判斷是否是紅黑樹
                else if (e instanceof TreeNode)
                    //說明是紅黑樹來處理沖突的,則調(diào)用相關方法把樹分開
                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                else { // 采用鏈表處理沖突
                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                    Node<K,V> next;
                    //通過上述講解的原理來計算節(jié)點的新位置
                    do {
                        // 原索引
                        next = e.next;
                     	//這里來判斷如果等于true e這個節(jié)點在resize之后不需要移動位置
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                            if (loTail == null)
                                loHead = e;
                            else
                                loTail.next = e;
                            loTail = e;
                        }
                        // 原索引+oldCap
                        else {
                            if (hiTail == null)
                                hiHead = e;
                            else
                                hiTail.next = e;
                            hiTail = e;
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    // 原索引放到bucket里
                    if (loTail != null) {
                        loTail.next = null;
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    // 原索引+oldCap放到bucket里
                    if (hiTail != null) {
                        hiTail.next = null;
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
} 

流程圖:

⑦Remove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) {
        Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            // index 元素只有一個元素
            node = p;
        else if ((e = p.next) != null) {
            if (p instanceof TreeNode)
                // index處是一個紅黑樹
                node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
            else {
                // index處是一個鏈表,遍歷鏈表返回node
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key ||
                            (key != null && key.equals(k)))) {
                        node = e;
                        break;
                    }
                    p = e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        // 分不同情形刪除節(jié)點
        if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
                                (value != null && value.equals(v)))) {
            if (node instanceof TreeNode)
                ((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
            else if (node == p)
                tab[index] = node.next;
            else
                p.next = node.next;
            ++modCount;
            --size;
            afterNodeRemoval(node);
            return node;
        }
    }
    return null;
}

五、擴展

源碼符號(位運算符)的解釋

>>> 和 >> 的區(qū)別

無符號右移運算符。它將操作數(shù)的二進制表示向右移動指定的位數(shù)。

  • >>>:它在右移時,無論正數(shù)還負數(shù),高位都補 0。
  • >>:它在右移時,正數(shù)高位補 0,負數(shù)高位都補 1。

例子如下:

n = n >>> 2;
// 假設n等于-15
00000000 00000000 00000000 00001111  // 15
0000000000 00000000 00000000 00001111  //15的二進制從高位右移2位
-------------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000011 //15右移之后3

n = n >> 2;
// 假設n等于-15
00000000 00000000 00000000 00001111  // -15
11000000 00000000 00000000 0000001111  //-15的二進制從高位右移2位
-------------------------------------------------
11000000 00000000 00000000 00000011 //-15右移之后3

^ 和 & 的區(qū)別

  • ^(按位與運算):運算規(guī)則:相同的二進制數(shù)位上,都是1的時候,結果為 1,否則為 0。
  • &(按位異或運算):運算規(guī)則:相同的二進制數(shù)位上,數(shù)字相同,結果為 0,不同為 1。

例子如下:

n = i^j
// 假設i等于10,j 等于15
00000000 00000000 00000000 00001000  // i=10
00000000 00000000 00000000 00001100  // j=15
------------------------------------------------- 
00000000 00000000 00000000 00001000  // n=10

n = i&j
// 假設i等于10,j 等于15
00000000 00000000 00000000 00001000  // i=10
00000000 00000000 00000000 00001100  // j=15
-------------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000100  // n=5

總結

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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