4-1 HashMap源码（2021-11-9）

1 Map接口和常用方法（jdk1.8）

用于保存具有映射关系数据key-value双列元素。
Map中的key和value可以是任何类型元素，会封装到HashMap$Node对象中。
Map中的key不允许重复，有相同的key时，就替换。
Map中的key可以为null，value也可以为null；但是key只允许有一个null，value可以有多个。
常用key作key，但是其他对象也可以。
Node实现了Entry接口。

2 Map遍历方式

//第一组：先 取出 所有 key ，通过 Key 取出对应的Value。
//最简单：
System.out.println("============第一组============");
Set keyset = map.keySet();
for(Object key : keyset){//增强forSystem.out.println(key + "-" + map.get(key));
}//迭代器
System.out.println("============第一组============");
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {Object key =  iterator.next();System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}//第二组：把所有的value取出。System.out.println("============第二组============");
Collection values = map.values();
//增强for
for(Object value : values){System.out.println(value);
}
//迭代器
System.out.println("============第二组============");
Iterator iterator2 = values.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {Object value =  iterator2.next();System.out.println(value);
}//第三组：通过EntrySet 来获取 k-v。
System.out.println("============第三组============");
Set entrySet = map.entrySet();
for(Object entry : entrySet){Map.Entry m = (Map.Entry) entry;System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}System.out.println("============第三组============");
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {Object entry = iterator3.next(); // NodeMap.Entry m = (Map.Entry) entry;//向下转型System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}

3 put方法（HashSet分析过源码）

无参构造：初始化加载因子0.75；
put一个元素：
- putVal（传入key的hash值，key，value）
  - 如果table是null 或者长度 = 0 就扩容，第一次扩为16，阈值是12.
  - 如果第一处是null，直接加入。
  - else第一处不是null：
    - 如果hash值相同并且（是相同对象 || equals 相同）：e=p。
    - else if ：判断是不是树，如果是，按照红黑树的方法添加。（此处还没有深究）
    - else：后面跟的是链表：
      - 循环对比：
        
        如果下一处是null，就加入；再判断这条链表是否需要树化；break；
        
        如果hash值相同并且（是相同对象 || equals 相同）；break；
    - 如果e不是null：
      - 替换。
  - ++modCount；
  - ```
  if (++size > threshold) //判断是否到达阈值resize(); //扩容
  afterNodeInsertion(evict);
  return null; //执行成功！
```

4 resize方法

final Node<K,V>[] resize() {Node<K,V>[] oldTab = table;int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;int oldThr = threshold; // 确定阈值 12int newCap, newThr = 0;if (oldCap > 0) { // 如果 oldCap > 0if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {  // >= 2乘1073741824 ?threshold = Integer.MAX_VALUE; // table最大值return oldTab;}else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&  // ( newCap = oldCap*2 < 2乘1073741824) && (oldCap >= 16)oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)newThr = oldThr << 1; // 新的阈值 = 旧的阈值 * 2}else if (oldThr > 0) // 啥时 候进来？？newCap = oldThr; // 新容量 = 旧的阈值else {        // 0容量时，进入。newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;  // 16newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); // 12}if (newThr == 0) { // 新的阈值 = 0 , 进入float ft = (float)newCap * loadFactor;newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?(int)ft : Integer.MAX_VALUE);}threshold = newThr; // 阈值更新。@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) //关警告。Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];table = newTab; // if (oldTab != null) { // oldTab != nullfor (int j = 0; j < oldCap; ++j) {Node<K,V> e;if ((e = oldTab[j]) != null) {oldTab[j] = null;if (e.next == null)newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;else if (e instanceof TreeNode)((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);else { // preserve orderNode<K,V> loHead = null, loTail = null;Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;Node<K,V> next;do {next = e.next;if ((e.hash & oldCap) == 0) {if (loTail == null)loHead = e;elseloTail.next = e;loTail = e;}else {if (hiTail == null)hiHead = e;elsehiTail.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; // 返回更新后的 table。
}

5 hash计算

得到hash值——>得到索引值。

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

// Object.java 中
public native int hashCode(); // 不知道

5-1 为什么h = key.hashCode()) 与 (h >>> 16) 异或？

在jdk1.7中有indexFor(int h, int length)方法。jdk1.8里没有，但原理没变。1.8中用**tab[(n - 1) & hash]**代替但原理一样。
1.7源码：

static int indexFor(int h, int length) {  // jdk1.7 得到下标方法。return h & (length-1); //返回的是 数组下表 = 索引值。
}

原因总结：
- 由于和（length-1）运算，length 绝大多数情况小于2的16次方。所以始终是hashcode 的低16位（甚至更低）参与运算。要是高16位也参与运算，会让得到的下标更加散列。
- 所以这样高16位是用不到的，如何让高16也参与运算呢？所以才有**hash(Object key)**方法。让他的hashCode()和自己的高16位^运算。
例子：

补充：

当length=8时下标运算结果取决于哈希值的低三位。

当length=16时下标运算结果取决于哈希值的低四位。

当length=32时下标运算结果取决于哈希值的低五位。

当length=2的N次方，下标运算结果取决于哈希值的低N位。

6 remove方法

public V remove(Object key) { //按照key 删除元素Node<K,V> e;  // 创建新的结点return (e =  removeNode( hash(key) , key, null, false, true) ) == null ? null : e.value;// 没有这个key就返回null
}

final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,boolean matchValue, boolean movable) { //传入要删除的元素信息。Node<K,V>[] tab; //临时数组Node<K,V> p;  //临时Node元素int n, index;  // 临时变量if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) { // 如果数组有内容 并且 长度大于0 并且 要删除的key位置有内容Node<K,V> node = null, e; //临时NodeK k; V v; if (p.hash == hash &&  //如果第一个就找到了！！！node = p((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))node = p; //第一个就找到了！else if ((e = p.next) != null) { // else:if (p instanceof TreeNode) //是红黑树就这样：node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);else { //是链表：do { //循环：if (e.hash == hash && // 找到到相同的了((k = e.key) == key ||(key != null && key.equals(k)))) {node = e; //node break;  // 退出循环 }p = e; //后移。} while ((e = e.next) != null);//循环到尾巴！}}// 找到了node && if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value||(value != null && value.equals(v))))      {if (node instanceof TreeNode) // 红黑树 去元素。((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);else if (node == p) // 不是红黑树，=第一处元素。tab[index] = node.next; // 第一处置空给。else // != 第一处元素p.next = node.next; // 前->后，中间断。++modCount;--size; // size-1。afterNodeRemoval(node);return node; // 返回 node}}return null;
}

7 get方法

public V get(Object key) { // 传入keyNode<K,V> e; // 临时Nodereturn (e =  getNode( hash(key), key ) ) == null ? null : e.value; // 没找到就返回null ；找到了就返回 值。
}
// getNode( hash(key), key )  返回的永远是一个对象（找不到就是null）。

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {Node<K,V>[] tab; //临时 table Node<K,V> first, e; //临时Nodeint n; K k; // 临时变量if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {//有table && 长度>0 && 第一处有元素 if (first.hash == hash && // 检查第一处元素 是否相同 ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return first; // 一次查看相同返回 first（Node）！！！！！幸运！if ((e = first.next) != null) { //如果尾巴还有，向下寻找！if (first instanceof TreeNode) // 如果是红黑树按照树的方式寻找。return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);do { // 跟着的是链表：循环查找。if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return e;  // 碰到就返回。} while ((e = e.next) != null); // 直到循环到最后一个（链表尾巴）。}}return null;
}

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