jdk8 HashMap源码

2018-09-27  本文已影响0人  永远的太阳0123

参考资料1:https://zhuanlan.zhihu.com/p/21673805
参考资料2:https://javadoop.com/post/hashmap

(1)添加/修改数据
put方法

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

putVal方法

    // 参数onlyIfAbsent:如果设为true,只有key不存在时,才进行插入
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        // 判断数组是否为空或数组的长度是否为0。如果是,会执行第一次resize操作
        // 第一次resize操作和后续扩容不同,它会定义一个长度为16或自定义长度的数组
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        // 找到元素对应的数组下标,如果这个位置还没有结点,则直接创建一个结点,放到这个位置上
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        // 如果这个位置已经有结点
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            // 首先判断这个位置上的第一个结点和要插入的元素,它们的key是否相同
            // 如果相同,获取这个结点的引用
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            // 如果不相同,判断第一个结点是否是红黑树结点。如果是红黑树结点,调用红黑树的插入方法
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            // 如果不是红黑树结点,说明这个位置上存储了一个链表
            else {
                // 开始遍历这个链表
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    // 如果遍历到了最后一个结点,创建一个结点,放到链表尾部
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        // TREEIFY_THRESHOLD为8
                        // binCount为7时,即新插入的结点是第9个结点(不要忘记还有第一个结点),链表会转换为红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    // 如果在遍历过程中,遍历到相同的key,获取这个结点的引用,跳出引用
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            // 如果e不为空,说明曾经获取到某个结点的引用,数组中已经存在要插入的元素的key
            // e就是这个结点,直接覆盖旧值并返回旧值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        // 如果新插入的元素使size超过了阈值,需要进行扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

resize方法

    final Node<K,V>[] resize() {
         // 获取原来数组的引用
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        // 获取原来数组的长度
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        // 获取原来的阈值
        int oldThr = threshold;
        // 定义新的数组长度和阈值
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            // 如果原来数组的长度已达到最大容量(2^30),不再扩容,将阈值设置为最大的int型整数(2^31-1)
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            // 如果原来数组的长度没有达到最大容量,数组扩容1倍
            // 如果数组扩容后的长度小于最大容量且原来的数组长度大于等于16,阈值扩大1倍
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1;
        }
        // 如果原来数组的长度等于0,且原来的阈值大于0,将新的数组长度设置为原来的阈值
        else if (oldThr > 0) 
            newCap = oldThr;
        // 如果原来数组的长度和原来的阈值都等于0,新的数组长度为16,新的阈值为12
        else {
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);// 0.75*16
        }
        // 如果此时新的阈值为0,按照一定的方式进行计算
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            // 创建一个新的结点数组
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        // 如果原来的数组不为空,遍历原来的数组,进行数据迁移
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                // 如果数组的当前位置不为空
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    // 判断当前位置上是否只有一个元素,如果只有一个元素,直接迁移这个元素
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    // 如果不是只有一个元素,判断第一个结点是否是红黑树结点。如果第一个结点是红黑树结点,调用红黑树的方法
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    // 如果不是红黑树结点,说明这个位置上存储了一个链表
                    // 思路:将这个链表拆分为两个链表,迁移到新的数组中,并保留原来的相对顺序
                    // loHead和loTail组成一条链表,hiHead和hiTail组成另一条链表
                    else { // preserve order
                        Node<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;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        // 遍历数组结束,将两个链表分别插入到新数组中
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

(2)查询数据
get方法

    public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        // getNode方法用于获取对应的结点
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }

getNode方法

    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            // 先判断这个位置上的第一个结点和要插入的元素,它们的key是否相同
            // 如果相同,返回这个结点
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            // 如果不相同且第一个结点不是最后一个结点
            if ((e = first.next) != null) {
                // 判断第一个结点是否是红黑树结点。如果是红黑树结点,调用红黑树的方法
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                // 如果不是红黑树结点,说明这个位置上存储了一个链表。遍历这个链表,找到相同的key
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

(3)删除数据
remove方法

    public V remove(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
            null : e.value;
    }
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