一、概述
HashMap源码分析
public class HashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
属性：
//默认的初始容量，必须是2的幂。
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
//最大容量（必须是2的幂且小于2的30次方，传入容量过大将被这个值替换）
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//默认的负载系数
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//存储元素的实体数组
static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};
//必要的时候将数组长度扩大（长度必须是2的幂）
transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
//map中保存的键值对的数量
transient int size;
//需要调整大小的极限值（容量*装载因子）
int threshold;
//装载因子
final float loadFactor;
//map结构被改变的次数
transient int modCount;
构造方法：
/**
* Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity
* (16) and the default load factor (0.75).
默认无参构造方法
*/
public HashMap() {
this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
/**
*
*根据给定的初始容量的装载因子创建一个空的HashMap
*初始容量小于0或装载因子小于等于0将报异常
*/
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
threshold = initialCapacity;
init();
}
/**
*根据指定容量创建一个空的HashMap
*DEFAULT_LOAD_FACTOR(0.75).
*/
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
/**
*通过传入的map创建一个HashMap，容量为默认容量（16）
和(map.zise()/DEFAULT_LOAD_FACTORY)+1的较大者，装载因子为默认值
*/
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
inflateTable(threshold);
putAllForCreate(m);
}
/**
* 调整极限值
*/
private void inflateTable(int toSize) {
// Find a power of 2 >= toSize
int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);
threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
table = new Entry[capacity];
initHashSeedAsNeeded(capacity);
}
//我们需要它的时候，初始化一个隐藏值。
final boolean initHashSeedAsNeeded(int capacity) {
boolean currentAltHashing = hashSeed != 0;
boolean useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&
(capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
boolean switching = currentAltHashing ^ useAltHashing;
if (switching) {
hashSeed = useAltHashing
? sun.misc.Hashing.randomHashSeed(this)
: 0;
}
return switching;
}
//将传入的map全部放入新创建的对象中
private void putAllForCreate(Map<? extends K, ? extends V> m) {
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
putForCreate(e.getKey(), e.getValue());
}
下面我们来看下Map.Entry接口定义的方法
K getKey();//获取Key
V getValue();//获取Value
V setValue();//设置Value，至于具体返回什么要看具体实现
boolean equals(Object o);//定义equals方法用于判断两个Entry是否相同
int hashCode();//定义获取hashCode的方法
我们来看下HashMap.Entry类的具体实现
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
public final K getKey() {
return key;
}
public final V getValue() {
return value;
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry e = (Map.Entry)o;
Object k1 = getKey();
Object k2 = e.getKey();
if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
Object v1 = getValue();
Object v2 = e.getValue();
if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
return true;
}
return false;
}
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue());
}
public final String toString() {
return getKey() + "=" + getValue();
}
/**
*当调用put(k,v)方法存入键值对时，如果k已经存在，则该方法被调用
*/
void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
}
/**
* 当Entry被从HashMap中移除时被调用
*/
void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
}
}
常用方法：put
public V put(K key, V value) {
//若table为空，给table赋初始容量
if (table == EMPTY_TABLE) {
inflateTable(threshold);
}
// 若“key为null”，则将该键值对添加到table[0]中。
if (key == nul)
return putForNullKey(value);
// 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。
int hash = hash(key);
//搜索指定hash值在对应table中的索引
int i = indexFor(hash, table.length);
// 循环遍历Entry数组,若“该key”对应的键值对存在，则用新的value取代旧的value。然后返回。
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
private V putForNullKey(V value) {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null) { //如果该元素的key为null,新的value会将原来的覆盖
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(0, null, value, 0);//如果键为null的话，则hash值为0
return null;
}
上面的方法用到了addEntry方法，我们就来看下该方法是怎样实现的
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//如果大于临界值且该索引处的值不为null,就以2的倍数扩容
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
//计算hash值的方法 通过键的hashCode来计算
final int hash(Object k) {
int h = hashSeed; //默认0
if (0 != h && k instanceof String) {
return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
}
h ^= k.hashCode();
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
//根据hash值和数组长度算出索引值
static int indexFor(int h, int length) {
// assert Integer.bitCount(length) == 1 : "length must be a non-zero power of 2";
return h & (length-1);
}
为什么indexFor返回的是h & (length-1)呢？
我们一般对哈希表的散列很自然地会想到用hash值对length取模（即除法散列法），
Hashtable中也是这样实现的，这种方法基本能保证元素在哈希表中散列的比较均匀，
但取模会用到除法运算，效率很低，HashMap中则通过h&(length-1)的方法来代替取模，
同样实现了均匀的散列，但效率要高很多，这也是HashMap对Hashtable的一个改进。
//创建Entry方法
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}
get方法：
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry<K,V> entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
}
//通过指定的key返回Entry
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
if (size == 0) {
return null;
}
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
}
return null;
}
remove方法：
public V remove(Object key) {
Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
return (e == null ? null : e.value);
}
//删除指定key对应的元素，如果该key没有对应的元素返回null.
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
if (size == 0) {
return null;
}
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
Entry<K,V> prev = table[i];
Entry<K,V> e = prev;
while (e != null) {
Entry<K,V> next = e.next;
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
modCount++;
size--;
if (prev == e)
table[i] = next;
else
prev.next = next;
e.recordRemoval(this);
return e;
}
prev = e;
e = next;
}
return e;
}
二、HashMap和HashTable比较
1 、HashMap不是线程安全的
Hastmap是一个接口 是map接口的子接口，是将键映射到值的对象，其中键和值都是对象，并且不能包含重复键，但可以包含重复值。HashMap允许null key和null value，而hashtable不允许。
2 HashTable是线程安全的一个Collection。
HashMap是Hashtable的轻量级实现（非线程安全的实现），他们都完成了Map接口，主要区别在于HashMap允许空（null）键值（key）,由于非线程安全，效率上可能高于Hashtable。 HashMap允许将null作为一个entry的key或者value，而Hashtable不允许。 HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containsKey。因为contains方法容易让人引起误解。 Hashtable继承自Dictionary类，而HashMap是Java1.2引进的Map interface的一个实现。 最大的不同是，Hashtable的方法是Synchronize的，而HashMap不是，在多个线程访问Hashtable时，不需要自己为它的方法实现同步，而HashMap 就必须为之提供外同步。 Hashtable和HashMap采用的hash/rehash算法都大概一样，所以性能不会有很大的差
