HashMap源碼入門學習（JDK1.8）

hashMap數據結構

    hashMap採用數組+鏈表的存儲方式，數組的每個元素存儲的是一個Node節點，該節點是一個靜態內部類，有4個屬性，如圖：

• hash ：用於存儲hash算法計算出來的hash值，該結果需要參與數組下標的計算（下面會介紹）
• key ： 程序put的Key值
• value：程序put的Value值
• next：記錄鏈表的下一個節點指向
  
  數組在hashMap類中已聲明，這裏順便介紹一下其他常量：

transient Node<K,V>[] table;   // Node數組
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // hashMap默認的初始容量爲16
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 最大的容量 2^30
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;  // 負載因子（當存儲的數量達到容量X該值的結果，則進行擴容）
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 從jdk1.8開始，當鏈表長度達到8時，則將鏈表轉爲紅黑樹
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 與上面相反，當紅黑樹的元素個數減少到6時，將紅黑樹轉爲鏈表

草圖：

put方法到底做了什麼？

源碼所示

這裏有個hash(key)方法，這個方法就是計算hash值的方法，繼續點進去

    這裏爲什麼要將計算出來的hash值右移16位然後與原hash值做異或運算呢？因爲object的hashCode()方法計算出來的是一個32位的整型，如果將該值向右移動16位，然後再與原hash值做運算，就相當於將該整型的高16位與低16位進行異或運算，這樣就可以使得每一位都能參與運算，使得結果值更加隨機，這就是所謂的Hash算法

putVal方法

源碼如圖：

分析：

• 初始化數組

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;

這是第一次添加時，table爲空，則需要初始化，繼續查看resize()方法，resize方法的用途除了初始化還有2倍擴容的功能，由於源碼比較繁瑣，鄙人只截取相關代碼大概說一下流程：

1. 獲取原來數組的容量和臨界值：當原容量大於0，①.如果原來的容量已達到最大值，則不進行擴容，直接將其返回；②.如果沒有達到最大值並且原容量大於等於默認值（16），則將舊的臨界值擴大2倍作爲新的臨界值

2. 在原容量等於0的情況下，如果原臨界值大於0（如果使用無參的構造函數，該值爲16），則將擴容後數組的初始容量設置爲原臨界值，否則，新的容量爲16（默認），新的臨界值爲12（默認），這也是第一次put的時候程序進行的操作，

3. 將臨界值更新，看吧這裏可能說的不太清楚，上圖看吧
   

4. 進行擴容
   由於是2倍擴容且容量是2^n，所以源碼在這用了一個非常巧妙的方法，歎爲觀止啊，不多BB，來看看，
   假設原來的容量爲16，hash值的二進制表示1001110100100011000111100100001，則原來下標爲2 ：
   擴容後容量爲32， 此時由於hash值的倒數第五位是0，則源碼中的（e.hash & oldCap） == 0 成立（注意此時的oldCap還是爲16），這就意味着,（32-1）的二進制與hash值進行與運算的結果還是2（與原來下標相同）。如圖：
   如果倒數第五位是1，則擴容後計算的結果是18（10010），也就是 新的下標 = 原來下標+原容量，不需要用與運算的方法重新計算下標位置了

• 計算數組對應下標的值

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
   tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

這裏的(n-1 & hash)是很巧妙的,n是Node數組的長度，hash是用上面的hash算法計算出來的hash值，假如此時計算出來的hash值的二進制表示10011101001000110001111001000010 爲設數組的長度是16，則n-1=15，則（n-1&hash）
則數組下標爲2，（這裏爲啥不用隨機數呢，因爲隨機數不能保證數組的每個位置都能較好的利用到），同時，這裏也可以看出，map的容量大小應爲2^n, 假設容量不爲2的正數次冪，就不能保證與運算的結果很好的隨機，因爲n-1的結果“1”串中會含有“0”，導致同hash與運算的結果受到影響，這麼說吧，我辛辛苦苦計算出雨露均沾的hash值，你這一進行與運算，又給我弄的不受我hash值控制，我很難受啊！！

• 添加值

           if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;   // 如果鍵值對已存在，在代替舊的值，並且最終會將該舊的值返回
            else if (p instanceof TreeNode)
            	// 如果手機紅黑樹的存儲方式，則進行相關操作，PS：鄙人看的有點懵逼，不想看了！23333333
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
              // 追加鏈表
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        // 鏈表長度到達8時，轉紅黑樹
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    // 存在則替代，返回舊的值
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }

暫時寫到這，鄙人也剛開始學，望批評指正，共勉。。。。