最近工作不是太忙，準備再讀讀一些源碼，想來想去，還是先從JDK的源碼讀起吧，畢竟很久不去讀了，很多東西都生疏了。當然，還是先從炙手可熱的HashMap，每次讀都會有一些收穫。當然，JDK8對HashMap有一次優化
一、一些參數
我們首先看到的，應該是它的一些基本參數，這對於我們瞭解HashMap有一定的作用。他們分別是：
| 參數 | 說明 |
|---|---|
| capacity | 容量，默認爲16，最大爲2^30 |
| loadFactor | 加載因子，默認0.75 |
| threshold | resize的閾值，capacity * loadFactor，元素數量達到這個值後就必須擴容 |
| treeify_threshold | 紅黑樹的閾值，數組中的某個節點下掛的節點數大於這個值之後，節點的數據結構就會從鏈表變爲紅黑樹 |
二、重要方法
我們知道，HashMap底層是通過數組+鏈表來實現的。具體的圖網上有很多，我們主要看看幾個重要的方法。
2.1 構造方法
他的構造方法，最本質的構造方法是：
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; this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}前面幾行就是做一些基本的檢查，我們看到，HashMap的最大容量是<u>MAXIMUM_CAPACITY</u>，也就是2^30，我們日常使用時可能達不到這樣的容量，但是如果真的需要在Map存儲這麼多的數據，還是建議存在其他的地方吧。當然，最後一行中時爲了計算下一次resize的容量閾值，也就是計算出下一次resize的threshold。
2.2 計算容量
這個方法較簡單，直接返回的是一個size的值，這個參數的含義就是當前Map中存儲的KV對的數量，而不是整個Map的容量。
public int size() { return size;
}2.3 put(K,V)
這個方法是HashMap中比較重要的一個方法，我們仔細分析一下。
2.3.1 主入口
首先，方法的入口是這個，也就是我們經常使用的就是這個方法：
public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}我們主要看的，就是put的整個過程。
2.3.2 hash(key)
首先就是對我們傳入的key，進行hash計算。
static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}從這個方法，我們可以看到，HashMap的key是可以爲null的，如果是null的話，那麼我們的hash方法返回的hash值是0。
如果key不是null，那麼調用的是HashMap本身的hashCode方法，也就是我們的bean中自定義的hashCode()。不要以爲這樣就結束了。我們一般來說，一個key的hash值的範圍也就是int的範圍（從-2147483648到2147483648），但是HashMap的容量是有限的，必須把hash值能夠分散到HashMap的數組中去。HashMap爲了key在數組中更加分散，還會進行一次計算，也就是我們看到的第二行的方法。具體這塊是如何分配均勻的，可以參考這篇文章。
2.3.3 putVal()
這個方法就是將KV放到對應的桶中。這個方法的過程，比較清晰。
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) //如果之前的數組爲空，那麼新建一個默認的數組
n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) //如果hash值計算出來在數組中的位置上，沒有元素，那麼直接插入到數組中
tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else {
Node<K,V> e; K k; if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) //如果算出的hash存在，而且kv完全一致的話，那麼目前什麼也不做
e = p; else if (p instanceof TreeNode) //如果數組中的元素是紅黑樹，那麼將kv插入到紅黑樹中
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { //如果hash的桶中，已經存在了一個鏈表，那麼新增一個節點，放到鏈表的尾部
p.next = newNode(hash, key, value, null); //如果鏈表的長度大於樹化的閾值，那麼將鏈表轉爲紅黑樹
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash); break;
} if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break;
p = e;
}
} //如果當前數組中存在相同的kv，那麼根據是否替換來判斷，如果不替換，那麼就不替換
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e); return oldValue;
}
}
++modCount; if (++size > threshold) //如果空間需要進行擴容，那麼進行resize操作
resize();
afterNodeInsertion(evict); return null;
}至此，putVal的方法過程基本上清楚了，但是裏面有個非常重要的方法，就是resize，我們下面就進入resize方法，看看到底是如何擴容的。
2.4 resize()
這個過程是HashMap擴容的過程，也是需要重點理解的一塊。 我們首先看下第一部分。
2.4.1 確定容量和擴容閾值
Node<K,V>[] oldTab = table;int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;int oldThr = threshold;int newCap, newThr = 0;if (oldCap > 0) { //如果目前容量已經是最大容量，那麼擴容閾值爲int的最大值，所有的節點都不需要移動
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab;
} //如果oldCap*2小於最大容量，並且oldCap>=16，擴容爲2倍，擴容閾值也*2
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1;
}else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;else {// 默認值
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}if (newThr == 0) {//計算新的擴容閾值
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;這個過程，主要是確定新的容量和擴容閾值。
2.4.2 節點移動
if (oldTab != null) { for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {//遍歷老的數組
Node<K,V> e; if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null; if (e.next == null)//如果老的鏈表，只有一個KV，直接將這個KV放到新的數組鏈表中
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; else if (e instanceof TreeNode)//如果老的是紅黑樹，需要將紅黑樹中的每個元素都拆分到新的數組和鏈表/紅黑樹中
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); else { // 如果節點是鏈表，而且不止一個KV的情況下，需要對鏈表進行處理，處理的過程，光看代碼理解起來較困難，需要通過例子來理解
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); if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
} if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}我們需要知道，座標點的計算方法是e.hash & (cap-1)。
沒有進行擴容時，假設原來的cap=16，也就是默認值，擴容後容量爲32。對於hash值爲5（二進制爲0000 0101）和21（二進制爲0001 0101）的元素來講，計算座標，也就是和15（二進制爲0000 1111）計算後的座標點都是5，會落到同一個鏈表中。
但是擴容後，需要求與的變成了31（二進制爲0001 1111），算出來的座標點分別爲5和21，第二個座標點增加了oldCap的長度。
此時再看e.hash & oldCap的計算結果，也就是將5和21和16（二進制爲0001 0000）求與，得到的結果分別是0和16（!=0）。可以看到，當e.hash & oldCap得到0時，座標不需要進行變動，也就是不需要在數組中的位置不需要移動。如果結果不爲0，需要在原來座標的位置，增加oldCap。
這裏的lo和hi也就是兩個鏈表，表示的是低位和高位的兩條鏈表。
三、線程不安全的問題
我們都知道，HashMap不是線程安全的。這塊主要體現在兩塊：
3.1 get和put
這兩塊都沒有加鎖，所以可能會導致多線程執行時，出現數據被覆蓋的問題。
3.2 死循環的問題
這個問題主要出現在resize的過程中，多線程都探測到需要resize時，將鏈表元素rehash過程中，可能會導致死循環。
至此，源碼分析基本結束，我們還可以思考，爲什麼cap必須是2的冪次，我們應該如何正確的初始化HashMap等。
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