jdk8中的HashMap的底层源码解析

 Node<K,V>[] tab; Node    <K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;

变量放在栈里，多次使用时会节约性能。 而直接使用table从堆里取，会浪费资源

数组的长度一定是2的幂次方数。哪怕传入一个初始容量不是2的幂次方，hashmap也会找到大于这个数字的2的次方数

多次使用位运算

put的时候，node数组的下标要求：

• 下标不能越界
• 尽可能雨露均沾
• 尽可能节约性能。

hashcode右移，是为了让高位也参与运算。

1.7是头插法，1.8链表是尾插法

put方法

public V put(K key, V value) {
                //根据key计算hashcode，相对于JDK7中hash算法有所简化
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

static final int hash(Object key) {
        int h;
              //hashcode右移16位，是为了让高位也参与运算。
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

putVal方法

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
  
              //给tab赋值，并判断数组是否为null，如果是，则初始化数组，并得到数组大小n
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
  
              //根据hashcode计算出对应的数组下标i，并判断该位置是否存在元素
              //如果为null，则生成一个Node对象赋值到该数组位置
              //否则，将该位置对应的元素取出来赋值给p
              // 这里的（n-1) & hash 是精髓。数组的长度n一定是2的幂次方数。哪怕传入一个初始容量不是2的幂次方，hashmap也会找到大于这个数字的2的次方数。这样n-1的二进制数就是0001111这种类型，与 hash值可以得到一个在0~n-1的下标。
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
              //如果该下标位置存在元素，则进行一系列判断
          
            Node<K,V> e; K k;
              
              //首先判断该下标位置存在的元素key是否和当前put进来的key相等。
              //如果相等，则在后续代码中更新value，并返回oldValue
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
              
              //如果该下标位置存在的元素的类型是TreeNode，表示该位置存的是一颗红黑树
              //那么就会把新元素添加到红黑树中，并且也会判断key是否已经在红黑树中
              //如果存在则返回该TreeNode，并在后续代码中更新value
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                  //否则，该位置存的是一个链表，那么就要把新元素插入到链表中
                  //因为要看当前链表的长度，所以就需要遍历链表
                  //在遍历链表的过程中，一边记录链表上的元素个数，一边判断是否存在相同的key
                  //遍历到尾节点后，将新元素封装为Node对象并插入到链表的尾部
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                          //TREEIFY_THRESHOLD是变数门槛。超过8就会变成红黑树。因为循环条件是++binCount
                          //所以这里条件是 >= 8-1
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                      //判断key是否相同
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
              // 如果key存在相同，则更新value，并返回oldValue
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
              //增加修改次数
        ++modCount;
              //新元素插入之后，判断是否需要扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
}

resize

 final Node<K,V>[] resize() {
               // resize()包括数组初始化和扩容
   
               // 记录当前数组信息
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
   
               // 集散新数组的数组大小、扩容阈值
        int newCap, newThr = 0;
   
               // 如果老数组大小大于0，则双倍扩容。
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
               // 表示要初始化数组，但是用户指定了初始化容量
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        // 表示要初始化数组，用默认值
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
               // 用新数组的大小计算新数组的扩容阈值
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
               //告诉编译器忽略rawtypes和unchecked警告
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
               // 如果是扩容，则把老数组上的元素转移到新数组上
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                  // 遍历数组的每一个位置
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                  
                      // 如果该位置只有一个元素，则转移到新数组上
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                      // 如果该位置上的元素是TreeNode，则对这棵红黑树进行转移
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                      // 否则，该位置上是一个链表，则要转移链表
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                          // 遍历链表
                        do {
                            next = e.next;
                              // 加入低位链表
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                              // 加入高位链表
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                      
                          // 将拆分后的链表转移到新数组上
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
               // 返回新数组
        return newTab;
    }

split

final void split(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab, int index, int bit) {
            TreeNode<K,V> b = this;
            // Relink into lo and hi lists, preserving order
            TreeNode<K,V> loHead = null, loTail = null;
            TreeNode<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
            int lc = 0, hc = 0;
  
                      // 由于红黑树是由链表改造而成，所以链表其实还是存在的。
                      // 对链表进行高低拆分
            for (TreeNode<K,V> e = b, next; e != null; e = next) {
                next = (TreeNode<K,V>)e.next;
                e.next = null;
                if ((e.hash & bit) == 0) {
                    if ((e.prev = loTail) == null)
                        loHead = e;
                    else
                        loTail.next = e;
                    loTail = e;
                    ++lc;
                }
                else {
                    if ((e.prev = hiTail) == null)
                        hiHead = e;
                    else
                        hiTail.next = e;
                    hiTail = e;
                    ++hc;
                }
            }
                        
                      // 拆分之后，如果存在低位链表，则看链表长度，如果小于等于UNTREEIFY_THRESHOLD
                      // 则把节点类型改为Node类型。这里的长度是6
            if (loHead != null) {
                if (lc <= UNTREEIFY_THRESHOLD)
                    tab[index] = loHead.untreeify(map);
                else {
                      // 否则，把头结点转移到新节点（红黑树的根节点一定是链表的头结点）
                    tab[index] = loHead;
                      // 如果存在高位链表
                    if (hiHead != null) // (else is already treeified)
                        loHead.treeify(tab);
                }
            }
  
                      // 和上面类似
            if (hiHead != null) {
                if (hc <= UNTREEIFY_THRESHOLD)
                    tab[index + bit] = hiHead.untreeify(map);
                else {
                    tab[index + bit] = hiHead;
                    if (loHead != null)
                        hiHead.treeify(tab);
                }
            }
        }