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从一个最简单的例子开始剖析hashmap的源码
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
map.put(i, i);
}
内部都发生了什么？ 跟着put方法进去看看
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
hash(key)这个方法是干嘛的？ 继续跟着hash(key)进去看看
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
咋一看，看不太懂，(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)这个的目的是什么？
OK，让我们分析一下，key.hashCode()，对应的是Integer的hashcode，那么Integer的hashcode是什么呢？接着去看看Integer是怎样重写的hashcode。
@Override
public int hashCode() {
return Integer.hashCode(value);
}
public static int hashCode(int value) {
return value;
}
Soga，原来Integer的hashcode就是int的值啊，OK，那现在h=key.hashCode()的值就知道了
那为什么h=key.hashCode()要和它的低16位（h>>>16）异或呢？ 这个后面再说，我们带着这个疑问继续往下探一探。
好，我们现在假装已经把hash这个方法看完了，并且知道它返回了一个hash值，其实就是一个整数嘛
现在我们来看一下putVal的入参
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict)
提前透露一下，后面两个参数我们现在不需要关心，所以，假装看不到它。
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)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
……
}
……
}
我们先从最简单的看起，后面的现在这个例子也走不到，所以当它是空气，不?它。
首先，第一个if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)，table==null的情况只有一种，那就是map被new出来之后，还没有put数据，大家可以看一下hashmap的构造函数，都没有对table进行初始化，对吧？
PS：(n = tab.length) == 0这个东东到底是什么时候会触发啊？？？把相关源码都看一遍了，也没发现，好不爽。。。不会是写着玩的吧，，，哪位大神如果知道的话，能否评论一下。。。
OK，现在我们知道hashmap的初始化已经集成到resize这个方法里面了。
接着看第二个if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)，咋一看，这是什么鬼，那我们先从最里面的(n - 1) & hash说起，这其实就是 hash % (n-1)，看下面
a = 7, b = 14, c = 8
现在，分别求a % c和 b % c，将它们转成a & (c - 1) 和 b % (c - 1)
7 & (8 - 1)
0111
0111
-------
0111
=7
14 & (8 - 1)
1110
0111
------
0110
=6
是不是看出什么规律了，其精髓就是，将2的N次方-1后，除了最高位变为0，低位全部为1，那么这时候，任何数 A &（2^N - 1）得到的结果都是A的低N位。
PS:现在知道为什么h^h>>>16，低16位和高16位异或了吧？那就是让高16位的变化，反应到底16位上，这样才可以防止极端情况下，出现大量的hash冲突！
所以 tab[i = (n - 1) & hash]的意思就很明显了，当定位到的桶 == null的时候，说明这个桶是空的，是可以放数据的，最后tab[i] = newNode(hash, key, value, null)
接下来就是分析，如何处理冲突的，再来个case
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
map.put(random.nextInt(10000000), random.nextInt(1000000));
}
现在终于可以将putVal的源码上齐了
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)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
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))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
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;
}
}
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)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
OK，现在终于发生冲突了，先分析第一个if
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
- p.hash == hash && p.key == key，说明了，hash相同的情况下，key也是可以不相同的
- ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))，如果key是一个复合类型的对象，那么需要用equals方法判断是否相等，而equals是可以自由重写的。
提问：如果put key后，改变key的hash值，会发生什么？
如果重复put同一个key的话，那么我们看最下面那个if
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
如果e!=null，那么就判断，是否需要更新值？
PS:afterNodeAccess和afterNodeInsertion是有大用处的，但是对于现在又一丢丢用都没有
接着分析第二个if
if (p instanceof TreeNode)
判断这个桶是不是红黑树节点
如果是，那么就XXX， 现在进去putTreeVal这个方法看看
此处省略1千万个字，以表达我弱鸡的N次方……
接着分析最后一个else
如果该桶是一个链表，那么
- 遍历到链表末尾，如果此时节点数大于等于7（TREEIFY_THRESHOLD - 1），就将链表转为红黑树。
- 遍历的过程中，发现有相同的key，那么就停止遍历跳出去到if(e != null)那里。
OK，put的方法已经分析到结尾了，就剩下两个，一个是++modCount，这个到底是干嘛的？一个是resize()
好的，我们先说++modCount
此处省略100W个字，，，不是我菜，是留着讲另一个知识点的时候再说。
最后，我们来see see resize这个方法，挺有意思的，还能引出不少的点。
先来分析如何重新计算newCap和newThr
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
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
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
……
}
是不是咋一眼看去，WC，重新计算两个参数，给我整这么一大段。。。嘴里噼里啪啦一顿，但是身体还是很诚实的看了下去。。。
其实这还不是初始化集成到resize方法惹的祸。。。
接下来看 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length
这一步就是为了初始化做的，如果oldCap=0，那么就直接跳过第一个if判断了，现在我们来分析这几种情况
- oldCap=0，oldThr=0，这种情况是new HashMap<>()导致的，因为不指定初始容量的话，是不会初始化threshold的。然后跳到最后一个else里，就会初始化默认值
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);//0.75 * 16
- oldCap=0，oldThr > 0，这种情况就是new HashMap<>(n)导致的，指定了初始化容量，就会初始化阈值，初始化阈值的时候，还有个有趣的方法，这里我就不分析了，这个方法的功能是返回离cap最近的2的N次方整数，例如cap=6，返回8
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
- oldCap>0，oldThr=0 或 oldThr > 1，这种情况是已经put数据了，那么会进行以下判断
- 如果oldCap > MAXIMUM_CAPACITY（1 << 30），就不再扩容，并且threshold = Integer.MAX_VALUE
- 如果oldCap * 2 < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 就可以设置新的newThr = oldThr << 1
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
这一段，就是处理当oldCap<16的时候的情况
OK，重新计算newCap和newThr分析完了，下面就是分配新的空间。然后重新洗牌。
final Node<K,V>[] resize() {
……
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
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;
}
和put的时候差不多，都是三部曲，要么是普通的node，要么是红黑树，要么是链表
- 普通的node处理，newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e，相当于是重新洗了一遍牌。
- 红黑树，此处省略1亿个字，爱咋地咋地。
- 链表，这个就比较有趣了，具体看注释
//设lo为链表A，hi为链表B
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
//取出下一个节点
next = e.next;
//oldCap是2的N次方，所以它肯定只有一位为0
//那么e.hash&oldCap是不是相当于随机的01出现呢？
//所以这里这么做就是为了均匀切分链表为AB两个链表！
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);
//原位置就用A链表代替
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
//j + oldCap位置就放置B链表，这样是不是相当于将链表打散了？
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
提问：高并发下hashmap会发生什么情况？（1.7和1.8），先说答案，1.7和1.8都有可能发生XXX，但是发生的位置不一样。
好了，put方法就简单说到这里。有问题，或者有另外的见解的，欢迎讨论！本人专门承接各种疑难杂症，但是不包治，哈哈哈。
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