HashMap作为最基础的存放集合。在Java中不同于List存放单个元素，它是以key-value的形式来存放数据的，在项目中有着广泛的应用。我们一起来看看，它是怎么实现的呢。
常用的Map操作有：
Map<Object,Object> map = new HashMap();
map.put(...);
map.get();
map.remove();
...
下面我们来一个个的看下是怎么实现的
HashMap构造器
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
public HashMap() {
//初始化了加载因子，从上面常量，我们知道这个加载因子是0.75f
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
}
从构造器，我们知道HashMap初始化了loadFactor(加载因子)，它的只是0.75f。
loadFactor=0.75f；这个属性简单说，就是当放数据时候，判断是否需要扩充容量的。后面会详细分析。
下面看下，我们平时的put(…)方法
二，HashMap#put()
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
这里做了2件事：
1，通过hash()方法，获取key的hash值。
2，调用putVal()方法。
先看下hash()方法
1，hash()
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
这个方法就是获取key的hash值并返回。后面的**^ (h >>> 16)**，可以参考知乎上的“JDK 源码中 HashMap 的 hash 方法原理是什么？”
下面，在看看putVal()方法
2，putVal()方法—-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; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//#1 如果table是空或者长度是0的话，先通过resize()来初始化
n = (tab = resize()).length;
//这里p已经赋值为第i个位置的table值了。
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
//#2 如果table的没有这个key的话，直接通过newNode()把值放进去
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
//这里就是长度不满足了。
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
//如果第i位的hash跟要放进来的key的hash一样，并且key也一样的话
//把p(table第i位的值，赋值给e)
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
//如果p是树的话，通过putTreeVal方法，把值也放到树里面
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//如果是链表的话，把值放到链表里
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//链表中没有要插入的键値节点时，直接放到尾部
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//如果链表的长度大于8的话，转化成树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//找到了链表中存在的键値节点，终止遍历
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//如果e有值的话，说明要插入的值，已经存在了
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
//修改计数
++modCount;
if (++size > threshold)
//重新计算大小
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
这个方法做的主要事情：
- 1，如果table没有值的话，通过resize()方法，初始化
- 2，插入数据：1，如果没有，直接通过newNode()方法存入，2，如果有，判断是链表还是树，再根据不同的情况来存入
- 3，查看大小，查看是否需要通过resize()方法扩容
这里，就看下resize()，table的初始化和扩容的方法
resize()方法
final Node<K,V>[] resize() {
//保存之前的内容
Node<K,V>[] oldTab = table;
//获取之前的长度
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
//如果当前table容量超过最大容量，不扩容
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
//扩大一倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
//调用默认构造器的时候，出现的情况都使用默认的
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);
}
//计算出新的阈值
threshold = newThr;
//更新数组
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
//之前的数组有数据，扩容的时候，hash的key会发生变化，重新计算
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
//next没有数据，表示就只有一个数据的情况
if (e.next == null)
//将数据放到新的下标里面
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
//如果是树的话，进行拆分
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
//链表的情况
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
//遍历链表，并按照原顺序分组
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);
//将分组的链表，按照原顺序放到新的数组中
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
resize做的事情主要是扩容，具体的有：
- 1，没有初始化的话，初始化；初始化过的，进行扩容原来的2倍大小。
- 2，把之前的数组数据放到扩容后，新的数组中。这里分了3中情况：
- 1，只有一个值的情况
- 2，是树的情况
- 3，是链表的情况。
HashMap#get(…)
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
通过调用getNode()方法来获取值。
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
//table数组不为null，并且通过key的hash值获取到这个数组中值也不为null
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
//如果hash跟key 都一样的话，直接返回
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
//不止一个值的情况
//如果是树的话，通过getTreeNode()获取值
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
//通过列表来获取值
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
这里getNode()做的几件事：
1，先通过key的hash值拿到table数组中的值
2，如果获取的值的hash跟key都跟要取的一样，直接返回
3，如果key不一样。如果是树的结构就通过getTreeNode()来获取。否则，就通过遍历链表来获取。
最后看下remove()方法
HashMap#remove()
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
这里可以看到是通过removeNode()方法来完成的。
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
//这里获取到数据里面key对应的值p
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
//如果要移除的key的hash和key都和p的相同的话，直接获取这个node
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
//如果获取的p是树的话，通过getTreeNode()方法来获取里面的值
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
//链表的情况。遍历，找到key和hash等相同的node
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
//如果找到的node有值
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
//如果是树的话，通过removeTreeNode()方法移除
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
//如果是第一个节点的话，直接移除
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
//如果不是头节点的话，直接把p指向node的下一个节点移除
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
这里主要做的事情有：
- 1，通过key的hash值找到当前table中的值p
- 1)，如果就一个值的话，直接拿到，
- 2)，如果是树的话，通过TreeNode#getTreeNode()方法拿到
- 3)，如果是链表的话，通过遍历获取node。
- 2,然后根据不同的类型，通过不同的方式来移除。
