Map接口
| keySet | values | size | containsKey | put | remove |
| entrySet | isEmpty | containsValue | get | clear |
以下爲部分JDK1.8添加的默認方法,default
| getOrdefault(Object o,V v) | replaceAll(BiFunction<K,V,V> f) | remvoe(K k,V v) |
| forEach(BiConsumer<K,V> c) | putIfAbsent(K k,V v) | replace |
Map.Entry接口
此接口是定義在Map接口內部的static的接口
| getKey | setValue | comparingByKey | comparingByKey(Comparator c) |
| getValue | equals | comparingByValue | comparingByValue(Comparator c) |
HashMap
源碼解析：
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
定義一些默認值
// table的初始大小默認值，即桶個數，必須是2的乘方
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
// table的最大桶數
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 負載因子，建議0.5-1.5
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 當某個桶內元素個數等於此數時，會將桶內元素的存儲結構由單鏈表改爲紅黑樹
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 當桶內元素個數小於此數時，會將桶內元素的存儲結構由紅黑樹改爲單鏈表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 當table的大小小於MIN_TREEIFY_CAPACITY ，但是某個桶內的元素個數達到了TREEIFY_THRESHOLD 後，並不會對這個桶做樹化操作，而是對map進行擴容resize()
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
然後定義了一個內部類，用於封裝桶的一種存儲結構-單鏈表的節點
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
定義實例域
注意：
- 並沒有定義一個capacity實例域來指明table數組的大小，儘管類中定義了一個靜態常量DEFAULT_INITIAL_CAPACITY。
- table數組的大小是在初始化時確定的：參看resize()方法。
- 所有實例域的訪問控制都是默認的
/* ---------------- Fields -------------- */
// 裝桶的數組，存儲每個桶內的單鏈表的頭結點或者樹的根節點
transient Node<K,V>[] table;
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
// Map中已有的總元素個數
transient int size;
// 每次remove,add等都會++modCount，當併發時，發現自己的modCount不是原來的了，就會拋出異常，表示並行修改失敗
transient int modCount;
int threshold;
final float loadFactor;
定義構造函數
注意：
- 構造函數中不會初始化table數組
- 如果用戶調用了hashMap(int capacity,int loadFactor)，構造函數會調用tableSizeFor方法，直接把threshold設置爲大於或者等於capacity的一個值。因此用戶不必擔心自動擴容問題，因爲擴容只會在數據量>=threshold時發生，而此時threshold>=用戶給定的capacity一定成立。
/* --------------------------構造函數，不會初始化table數組，table數組只有在首次調用put方法時纔會被初始化------ */
//默認構造函數，只設置了loaderFactor的默認值，既不初始化capacity，也不初始化threashold，更不初始化table
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
// 會初始化loadFactor 、threshold 的值，但是不會定義table數組的大小
// threshold = 大於initialCapacity的最小的2乘方（如，15 ->16 ,13->16）
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
...
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
// 計算出大於cap的最小的2的乘方
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1; // 00001 0010 | 0000 1001 -> 11011
n |= n >>> 2; // 0001 1011 | 0000 0110 -> 11111
n |= n >>> 4; // 0001 1111 | 0000 0001 -> 11111
n |= n >>> 8; //
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
put方法
- 如果table還未被初始化，則調用resize()進行初始化
- 如果散列到桶中之後，桶內元素個數>=TREEIFY_THRESHOLD ，則調用treeifyBin()方法檢查是否要將桶改爲紅黑樹結構
- 如果散列到Map中之後，Map中元素個數>=threshold了，則調用resize()方法進行擴容
/* ------------------------------put方法------------------------------------------ */
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; //
Node<K,V> p; // 頭結點
int n, i; // n：table的大小。i：當前節點的桶號
// 如果還未被初始化過，則調用resize(); HashMap在首次調用put方法之前，是不會初始化table的，因爲那樣的話會浪費一塊連續內存。
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// 根據key的哈希值，確定桶號，如果沒有獲取到桶的鏈表的頭結點，則直接將其作爲頭結點存儲到桶中
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
// 獲取到了頭結點
else {
Node<K,V> e; // 目標節點）
K k;
// 如果頭結點的key和新節點的key相同，則頭結點即爲要被取代的目標節點
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
// 如果頭結點是TreeNode類型的，則調用putTreeVal方法將新節點插入，並返回插入後的目標節點
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 桶還未滿
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 目標指針指向鏈表中的下一個元素
if ((e = p.next) == null) {
// 如果沒有找到key相同的節點，就直接追加到鏈表尾部
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 如果桶中元素數是達到了設定的變樹閾值（默認值8），則需要將桶內元素的存儲結構更新爲紅黑樹
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
// 如果鏈表中有和新節點的key相同的元素
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
// map中有與新節點的key相同的元素，那麼根據條件做一些操作，就返回
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
// onlyIfAbsent 是方法參數，表示只有不存在相同key的節點時，才進行更新操作，如果有相同節點，則不做任何操作。
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e); //此處是留給LinkedHashMap用的。
return oldValue;
}
} // else結束
// 更新了hashMap，就執行++modCount;
++modCount;
// 當map中的元素數量大於閾值，就要擴容再散列
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
對table數組初始化 \ 擴容
resize()方法內有兩種邏輯：
- 一種是當前table爲null時，會對table進行初始化操作；
- 一種是當前table非null，會對table進行擴容操作；
final Node<K,V>[] resize() {
// 當前table
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 當前table的大小
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 當前的閾值
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
// oldCap>0，說明是要做擴容操作
if (oldCap > 0) {
// 如果原本的table的大小已經是最大值，無法繼續擴容，直接退出
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 擴容：設置新的table的大小爲原來的2倍，新的threshold也爲原來的2背
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
// oldCap<= 0，說明是要進行初始化table的操作；oldThr>0，說明用戶調用的有參構造函數，設置了threshold；直接將根據用戶參數計算出的閾值設定爲table的大小
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
// oldCap<= 0，說明是要進行初始化table的操作；oldThr<0，說明用戶調用的默認無參構造函數；則將各個域變量的值設置爲默認值。
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 如果經過以上設置，newThr 仍爲0,（什麼情況下會出現？）
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
// 無論是要初始化table，還是要對table進行擴容，經過以上邏輯，都已經確定了要新創建的table的大小、threshold 。
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
// 如果當前table不爲null，說明需要進行擴容操作
if (oldTab != null) {
for (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 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);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}