标签：先后 引入 指针 object set集合 nod 计算 null ict
作为重要的常用集合，HashMap主要是提供键值对的存取，通过key值可以快速找到对应的value值。Hash表是通过提前设定好的规则计算一个元素的hash值来找到他在数组中的存储位置进行快速定位，假设有一个大小为10的数组，可以设定简单的计算规则为元素转为int后mod 10，由此元素的hash值一定会落在大小为10的数组内。由于不同元素可能会计算出相同的hash值，如例子中1和11都应该在下标为1的位置，这就是hash值的冲突。为了解决这个问题有几种常用的策略：
由此引入一个hash表的属性——负载因子，负载因子=存储的元素个数/数组大小。很显然，链表法由于冲突位置链无限延长的特点，若不加以限制负载因子可以超过1，负载因子越大代表表中的数据越密集。
HashMap的key和value值都可以为null，get操作时若找不到对应的key值会返回null，具体见下方的例子：
1 public static void main(String args[]){ 2 Map<String, String> map = new HashMap<>(); 3 System.out.println(map.put(null, "123"));//null 4 System.out.println(map.put("456", null));//null 5 System.out.println(map.get("123"));//null 6 System.out.println(map.get(null));//123 7 System.out.println(map.get("456"));//null 8 System.out.println(map.put(null, "345"));//123 9 System.out.println(map.get(null));//345 10 }
因为篇幅加难度的原因TreeNode部分的分析下次再说了，争取不鸽
首先大致翻译下note的主要内容：通常是桶式hash表（链表解决冲突），但是桶过大达到TREEIFY_THRESHOLD值的时候会转为树状TreeNode使得密度过高时的操作可以变得更快。一般对象在树中是按hashcode排序，但是对于实现了Comparable<C>的对象是通过comapreTo来排序。由于TreeNode的大小接近普通node的两倍，当桶变小时会转回线性链表。TreeNode是JDK8引入的红黑树结构，树根通常是hash映射的第一个结点，除了Iterator.remove之外。链表在树化或是分裂时保证结点的遍历顺序是一致的。
1 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { 2 final int hash; 3 final K key; 4 V value; 5 Node<K,V> next; 6 7 Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { 8 this.hash = hash; 9 this.key = key; 10 this.value = value; 11 this.next = next; 12 } 13 14 public final K getKey() { return key; } 15 public final V getValue() { return value; } 16 public final String toString() { return key + "=" + value; } 17 18 public final int hashCode() { 19 //key和value的hashCode亦或 20 return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value); 21 } 22 23 public final V setValue(V newValue) { 24 V oldValue = value; 25 value = newValue; 26 return oldValue; 27 } 28 29 public final boolean equals(Object o) { 30 if (o == this) 31 return true; 32 if (o instanceof Map.Entry) { 33 Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o; 34 //key == e.getKey()或者key.equals(e.getKey()) 35 if (Objects.equals(key, e.getKey()) && 36 Objects.equals(value, e.getValue())) 37 return true; 38 } 39 return false; 40 } 41 }
然后我们来看下Node的结构。一般的箱式结点实现了Map.Entry<K,V>接口，这是一个key-value键值对，内部有4个属性hash值、K、V以及指向下个结点的引用。hashCode方法是对key和value的hash值求异或，也重写了equals和toString方法。
1 static final int hash(Object key) { 2 int h; 3 //key的hashCode无符号右移16位的值与自己进行异或 4 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); 5 }
对于HashMap自身的hash方法，这样做的目的是避免hash值高位因为表大小而永远不会被用于hash值的计算，使得分布可以更加均匀。
1 static final int tableSizeFor(int cap) { 2 int n = cap - 1;//cap=0001 1000 0001 1111(6175) n = 0001 1000 0001 1110 3 n |= n >>> 1;//n = 0001 1100 0001 1111 4 n |= n >>> 2;//n = 0001 1111 0001 1111 5 n |= n >>> 4;//n = 0001 1111 1111 1111 6 n |= n >>> 8;//n = 0001 1111 1111 1111 7 n |= n >>> 16;//n = 0001 1111 1111 1111(8191) 8 return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; 9 }
根据cap返回恰好大于等于该值的2的指数大小。以cap = 6175进行演示，可得n最终为8191即2^13-1，所以返回值为2^13
HashMap内部属性如下：
//hash表的底层数组，大小永远是2的指数 transient Node<K,V>[] table; //含有键值对的set高速缓存 transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet; //键值对的数量 transient int size; //HashMap被结构性修改的次数，包括改变键值对个数的操作和rehash等改变内部结构的操作，用于迭代器在线程不安全时快速抛错 transient int modCount; //达到某个大小后就要改变数组大小，等于capacity * load factor int threshold; //负载因子 final float loadFactor;
构造函数：
1 //参数缺省值为16和0.75 2 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { 3 if (initialCapacity < 0) 4 throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + 5 initialCapacity); 6 //大小最大不能超过1<<30 7 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) 8 initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; 9 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) 10 throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + 11 loadFactor); 12 this.loadFactor = loadFactor; 13 //计算恰好大于等于initialCapacity的2的指数作为容量大小 14 this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); 15 } 16 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { 17 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 18 putMapEntries(m, false); 19 }
这里通过一个已有Map来构造时用到了putMapEntries这个方法，先来看下这个方法
1 final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) { 2 int s = m.size(); 3 if (s > 0) { 4 if (table == null) { //当前没有元素 5 float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;//计算出m的容量 6 int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? 7 (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY); 8 if (t > threshold) 9 threshold = tableSizeFor(t); 10 } 11 else if (s > threshold) 12 resize();//若m的元素个数超过了threhold则需要扩展表 13 for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) { 14 K key = e.getKey(); 15 V value = e.getValue(); 16 putVal(hash(key), key, value, false, evict);//将键值对插入到表中 17 } 18 } 19 }
可以看到其中调用了用于扩展表的resize和插入键值对的putVal。先看resize方法，这个方法在表大小超过threhold时就会被调用，作用就是扩展数组大小，并将元素复制到数组中，同时对于冲突链表不需要重新计算hash值而是会根据他们的hash值决定要不要复制到数组的高位去
1 final Node<K,V>[] resize() { 2 Node<K,V>[] oldTab = table; 3 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;//当前表中元素个数 4 int oldThr = threshold; 5 int newCap, newThr = 0; 6 if (oldCap > 0) { 7 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { 8 threshold = Integer.MAX_VALUE; 9 return oldTab; 10 } 11 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && 12 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) 13 newThr = oldThr << 1; // 当前表中元素个数大于等于16且小于上限的一半时，threshold加倍 14 } 15 else if (oldThr > 0) // 这个条件成立时说明构造时给了capacity参数，由此计算出了threhold 16 newCap = oldThr; 17 else { //没有任何参数的初始化直接使用默认值 18 newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 19 newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); 20 } 21 if (newThr == 0) {//当前表中没有元素的情况 22 float ft = (float)newCap * loadFactor; 23 newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? 24 (int)ft : Integer.MAX_VALUE); 25 } 26 threshold = newThr; 27 @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 28 Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; 29 table = newTab; 30 if (oldTab != null) { 31 for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { 32 Node<K,V> e; 33 if ((e = oldTab[j]) != null) { 34 oldTab[j] = null; 35 if (e.next == null) 36 //e没有后续链表结点时，因为newCap是oldCap的2倍，相当于掩码多了一位，原本hash值的这个多出来的有效位是0或1会决定它在新数组中下标是否变化 37 newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; 38 else if (e instanceof TreeNode) 39 ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); 40 else { // 存在非树的链表时，保持先后顺序不变 41 Node<K,V> loHead = null, loTail = null;//低位链表 42 Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;//高位链表 43 Node<K,V> next; 44 do { 45 next = e.next; 46 //这里的运算相当于直接检查hash新增的高位是0还是1，因为oldCap是2的指数所以只有最高位是1其余都是0，旧hash的高位为1时要进行移动 47 if ((e.hash & oldCap) == 0) { 48 if (loTail == null) 49 loHead = e; 50 else 51 loTail.next = e; 52 loTail = e; 53 } 54 else { 55 if (hiTail == null) 56 hiHead = e; 57 else 58 hiTail.next = e; 59 hiTail = e; 60 } 61 } while ((e = next) != null); 62 if (loTail != null) { 63 loTail.next = null; 64 newTab[j] = loHead;//低位链表直接复制到原本所在的位置 65 } 66 if (hiTail != null) { 67 hiTail.next = null; 68 newTab[j + oldCap] = hiHead;//高位链表的移动规则是原本的下标+oldCap 69 } 70 } 71 } 72 } 73 } 74 return newTab; 75 }
putVal这个方法是把值存入表中，在多个put类方法中被调用
1 /** 2 * Implements Map.put and related methods 3 * 4 * @param hash hash for key 5 * @param key the key 6 * @param value the value to put 7 * @param onlyIfAbsent if true, don‘t change existing value为true表示不改变已有值 8 * @param evict if false, the table is in creation mode.为false表示是新建表 9 * @return previous value, or null if none 10 */ 11 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, 12 boolean evict) { 13 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; 14 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) 15 n = (tab = resize()).length;//当前表的table数组为空时需进行扩展 16 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//hash值截断到n-1对应的位数进行定位 17 tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//若该下标位置为空，则直接放入数组 18 else { 19 Node<K,V> e; K k; 20 if (p.hash == hash && 21 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) 22 e = p;//检查表上的根结点的hash与key值是否与新增的结点相等，若相等则将修改根结点的value 23 else if (p instanceof TreeNode) 24 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);//已经是树调用树的遍历方法 25 else { 26 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { 27 if ((e = p.next) == null) { 28 p.next = newNode(hash, key, value, null);//若在箱式链表中没有找到key相等的结点，则新建结点插入到链表末尾 29 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st 30 treeifyBin(tab, hash);//若增加该结点后，链表上的结点数超过了TREEIFY_THRESHOLD则转为树，该判断仅在遍历到链表末尾时执行 31 break; 32 } 33 if (e.hash == hash && 34 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//找到了key和hash值相等的结点 35 break; 36 p = e; 37 } 38 } 39 if (e != null) { // 找到了相同的key则修改value值并返回旧的value 40 V oldValue = e.value; 41 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) 42 e.value = value; 43 afterNodeAccess(e); 44 return oldValue; 45 } 46 } 47 ++modCount;//新增结点时增加modCount 48 if (++size > threshold) 49 resize();//大小超过threshold时要扩容 50 afterNodeInsertion(evict);//这个方法是用于继承了HashMap的LinkedHashMap，用来移除最早放入的结点，保持插入的顺序，为false时代表是新建表不需要进行这个过程 51 return null; 52 }
treeifyBin将指定hash值对应的位置上的链表替换为树，除非整个表的大小太小时调用resize，(n - 1) & hash等效于hash mod n，只保留hash除以n的余数作为index的值
1 final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) { 2 int n, index; Node<K,V> e; 3 if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY) 4 resize();//表长度小于MIN_TREEIFY_CAPACITY调用resize 5 else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {//该hash值对应的index位置上有元素 6 TreeNode<K,V> hd = null, tl = null; 7 do { 8 TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);//将链表转换为树 9 if (tl == null) 10 hd = p; 11 else { 12 p.prev = tl; 13 tl.next = p; 14 } 15 tl = p; 16 } while ((e = e.next) != null); 17 if ((tab[index] = hd) != null) 18 hd.treeify(tab);//树放入index的位置 19 } 20 }
对于移除操作会调用removeNode，这个方法在多个移除方法中被使用。若移除指定key值成功的结点会返回value值，否则返回null
1 public V remove(Object key) { 2 Node<K,V> e; 3 return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? 4 null : e.value; 5 } 6 /** 7 * 用于移除操作 8 * 9 * @param hash hash for key 10 * @param key the key 11 * @param value 仅matchValue为true时需要考虑，其他时间不起效 12 * @param matchValue 为true时只移除value相等的 13 * @param movable 为false时不移动其他结点 14 * @return the node, or null if none 15 */ 16 final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value, 17 boolean matchValue, boolean movable) { 18 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index; 19 if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && 20 (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {//表不为空且hash值对应的index位置存在元素 21 Node<K,V> node = null, e; K k; V v; 22 if (p.hash == hash && 23 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//根结点的key值相等 24 node = p; 25 else if ((e = p.next) != null) {//根结点key值不相等，存在后续结点 26 if (p instanceof TreeNode) 27 node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);//调用树的遍历方法寻找结点 28 else { 29 do { 30 if (e.hash == hash &&//为箱式链表时遍历链表寻找key相等的点 31 ((k = e.key) == key || 32 (key != null && key.equals(k)))) { 33 node = e; 34 break; 35 } 36 p = e; 37 } while ((e = e.next) != null); 38 } 39 } 40 if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value || 41 (value != null && value.equals(v)))) {//matchValue为true还需要验证value是否相等，否则忽略 42 if (node instanceof TreeNode) 43 ((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);//移除树结点 44 else if (node == p) 45 tab[index] = node.next;//为箱式链表根结点时，将第二个结点放到数组上 46 else 47 p.next = node.next;//为箱式链表非结点时，修改上下结点间的指针 48 ++modCount;//增加modCount 49 --size; 50 afterNodeRemoval(node);//预留给LinkedHashMap的方法 51 return node; 52 } 53 } 54 return null; 55 }
clear方法不难理解，将表内所有元素设为null，size变为0，增加modCount
1 public void clear() { 2 Node<K,V>[] tab; 3 modCount++; 4 if ((tab = table) != null && size > 0) { 5 size = 0; 6 for (int i = 0; i < tab.length; ++i) 7 tab[i] = null; 8 } 9 }
寻找表内有无相等的value，遍历整个链表找到则返回true
1 public boolean containsValue(Object value) { 2 Node<K,V>[] tab; V v; 3 if ((tab = table) != null && size > 0) { 4 for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {//遍历hash表 5 for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) {//遍历链表 6 if ((v = e.value) == value || 7 (value != null && value.equals(v))) 8 return true; 9 } 10 } 11 } 12 return false; 13 }
key是一个set集合，value是一个collection集合，调用keySet()和values()返回的集合是对HashMap中key和value的直接引用，所以操作会直接反应在HashMap上
1 public Set<K> keySet() { 2 Set<K> ks = keySet; 3 if (ks == null) { 4 ks = new KeySet(); 5 keySet = ks; 6 } 7 return ks; 8 } 9 10 final class KeySet extends AbstractSet<K> { 11 public final int size() { return size; } 12 public final void clear() { HashMap.this.clear(); }//调用的是HashMap.clear()，所以整个表会被清空 13 public final Iterator<K> iterator() { return new KeyIterator(); } 14 public final boolean contains(Object o) { return containsKey(o); } 15 public final boolean remove(Object key) { 16 return removeNode(hash(key), key, null, false, true) != null; 17 } 18 public final Spliterator<K> spliterator() { 19 return new KeySpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0); 20 } 21 public final void forEach(Consumer<? super K> action) { 22 Node<K,V>[] tab; 23 if (action == null) 24 throw new NullPointerException(); 25 if (size > 0 && (tab = table) != null) { 26 int mc = modCount; 27 for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { 28 for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) 29 action.accept(e.key); 30 } 31 if (modCount != mc)//遍历迭代器要求不能被其他线程修改表内元素个数而引起modCount变化 32 throw new ConcurrentModificationException(); 33 } 34 } 35 }
根据上面对putVal的分析，该方法不会改变已有的key值，返回值为旧值或null
1 public V putIfAbsent(K key, V value) { 2 return putVal(hash(key), key, value, true, true); 3 }
然后来看一下两个replace方法，区别在于返回值和是否检查value值
1 @Override 2 public boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) { 3 Node<K,V> e; V v; 4 if ((e = getNode(hash(key), key)) != null && 5 ((v = e.value) == oldValue || (v != null && v.equals(oldValue)))) {//key和value要同时符合条件 6 e.value = newValue; 7 afterNodeAccess(e);//也是用于LinkedHashMap保持结点插入顺序用的 8 return true; 9 } 10 return false; 11 } 12 13 @Override 14 public V replace(K key, V value) { 15 Node<K,V> e; 16 if ((e = getNode(hash(key), key)) != null) {//仅key符合条件 17 V oldValue = e.value; 18 e.value = value; 19 afterNodeAccess(e); 20 return oldValue; 21 } 22 return null; 23 }
computeIfAbsent这个方法的作用是若key值在map中已有非null的value值，则直接返回旧value值；若value值为null则根据mappingFunction计算出新的value值并修改map中存在的键值对，返回新value值；若不存在key值则新增一个键值对插入到key的hash值对应的table数组位置链表的头部，并返回新的value值。注意，putVal方法插入的结点是在链表尾部，而该方法是在链表头部。
1 public V computeIfAbsent(K key, 2 Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) { 3 if (mappingFunction == null) 4 throw new NullPointerException(); 5 int hash = hash(key); 6 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first; int n, i; 7 int binCount = 0; 8 TreeNode<K,V> t = null; 9 Node<K,V> old = null; 10 if (size > threshold || (tab = table) == null || 11 (n = tab.length) == 0) 12 n = (tab = resize()).length;//table空间不足时扩展数组 13 if ((first = tab[i = (n - 1) & hash]) != null) {//hash值对应的下标在table内不为空 14 if (first instanceof TreeNode) 15 old = (t = (TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key); 16 else { 17 Node<K,V> e = first; K k; 18 do { 19 if (e.hash == hash && 20 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {//对箱式链表搜索key相等的结点 21 old = e; 22 break; 23 } 24 ++binCount; 25 } while ((e = e.next) != null); 26 } 27 V oldValue; 28 if (old != null && (oldValue = old.value) != null) {//找到了key相等的结点且value不为null 29 afterNodeAccess(old);//LinkedHashMap方法 30 return oldValue;//返回旧value值 31 } 32 } 33 V v = mappingFunction.apply(key);//根据function计算出新的v值 34 if (v == null) { 35 return null;//新的v值为null则直接返回 36 } else if (old != null) {//找到了key相等的结点且value为null，赋予新v值后返回新v值 37 old.value = v; 38 afterNodeAccess(old); 39 return v; 40 } 41 else if (t != null) 42 t.putTreeVal(this, tab, hash, key, v);//树结点处理 43 else { 44 tab[i] = newNode(hash, key, v, first);//没有找到key相等的结点，新建一个结点并且插入到链表头部 45 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) 46 treeifyBin(tab, hash);//若新增结点后链表长度达到了TREEIFY_THRESHOLD则转为树 47 } 48 ++modCount;//该部分仅新增结点时执行 49 ++size; 50 afterNodeInsertion(true); 51 return v; 52 }
然后是两个相近的方法：computeIfPresent存在key相等且value不为null的结点，计算新的value值，新value不为null则覆盖，新value为null则移除原本的结点。compute方法结合了前两者，存在key相等的结点时不考虑旧value值，新value为null则移除，不为null则覆盖value值；不存在key相等的结点时，新value值不为null则新增结点，对箱式链表插入到链表头部，插入后要检车是否需要转为树。
1 public V computeIfPresent(K key, 2 BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) { 3 if (remappingFunction == null) 4 throw new NullPointerException(); 5 Node<K,V> e; V oldValue; 6 int hash = hash(key); 7 if ((e = getNode(hash, key)) != null && 8 (oldValue = e.value) != null) {//存在key相等且value不为null的结点 9 V v = remappingFunction.apply(key, oldValue); 10 if (v != null) { 11 e.value = v;//新value值不为null则修改value值 12 afterNodeAccess(e); 13 return v; 14 } 15 else 16 removeNode(hash, key, null, false, true);//新value值为null则移除这个结点 17 } 18 return null; 19 } 20 21 @Override 22 public V compute(K key, 23 BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) { 24 if (remappingFunction == null) 25 throw new NullPointerException(); 26 int hash = hash(key); 27 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first; int n, i; 28 int binCount = 0; 29 TreeNode<K,V> t = null; 30 Node<K,V> old = null; 31 if (size > threshold || (tab = table) == null || 32 (n = tab.length) == 0) 33 n = (tab = resize()).length;//table空间不足时调用resize 34 if ((first = tab[i = (n - 1) & hash]) != null) { 35 if (first instanceof TreeNode) 36 old = (t = (TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);//树中寻找key相等的结点 37 else { 38 Node<K,V> e = first; K k; 39 do { 40 if (e.hash == hash && 41 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) { 42 old = e;//找到了key相等的结点 43 break; 44 } 45 ++binCount; 46 } while ((e = e.next) != null); 47 } 48 } 49 V oldValue = (old == null) ? null : old.value; 50 V v = remappingFunction.apply(key, oldValue); 51 if (old != null) { 52 if (v != null) { 53 old.value = v;//找到了key值相等的结点且新value不为null则旧结点的value设为新值 54 afterNodeAccess(old); 55 } 56 else 57 removeNode(hash, key, null, false, true);//找到了key值相等的结点且新value为null则移除旧结点 58 } 59 else if (v != null) {//没有找到key值相等的结点且新value值不为null 60 if (t != null) 61 t.putTreeVal(this, tab, hash, key, v);//树中插入新结点 62 else { 63 tab[i] = newNode(hash, key, v, first);//新建结点插入到链表头部 64 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) 65 treeifyBin(tab, hash);//新增后链表长度达到TREEIFY_THRESHOLD则转为树 66 } 67 ++modCount;//仅新增结点时执行 68 ++size; 69 afterNodeInsertion(true); 70 } 71 return v; 72 }
merge这个方法和前面差不多，也是先寻找key值相同的结点，若存在则看该结点value是否为null，不为null根据function和参数中的value以及结点原本的value计算出新的value值，否则直接赋予参数中的value值。若没有找到结点，则按照参数中key和value值新建一个结点插入到树中或者箱式链表的头部。
1 public V merge(K key, V value, 2 BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) { 3 if (value == null) 4 throw new NullPointerException(); 5 if (remappingFunction == null) 6 throw new NullPointerException(); 7 int hash = hash(key); 8 Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first; int n, i; 9 int binCount = 0; 10 TreeNode<K,V> t = null; 11 Node<K,V> old = null; 12 if (size > threshold || (tab = table) == null || 13 (n = tab.length) == 0) 14 n = (tab = resize()).length;//表空间不足时调用resize 15 if ((first = tab[i = (n - 1) & hash]) != null) { 16 if (first instanceof TreeNode) 17 old = (t = (TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);//寻找树中key值相等的结点 18 else { 19 Node<K,V> e = first; K k; 20 do { 21 if (e.hash == hash && 22 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) { 23 old = e;//寻找箱式链表中key值相等的结点 24 break; 25 } 26 ++binCount; 27 } while ((e = e.next) != null); 28 } 29 } 30 if (old != null) {//寻找到key值相等的结点 31 V v; 32 if (old.value != null)//旧值不为null 33 v = remappingFunction.apply(old.value, value);//根据remappingFunction和旧value和参数中的value计算出新的value值 34 else 35 v = value;//旧值为null则新value=参数中的value 36 if (v != null) { 37 old.value = v;//计算出的新value值不为null则覆盖寻找到结点的value值 38 afterNodeAccess(old); 39 } 40 else 41 removeNode(hash, key, null, false, true);//计算出的新value值为null则移除找到的结点 42 return v; 43 } 44 if (value != null) {//没有寻找到key相等的结点 45 if (t != null) 46 t.putTreeVal(this, tab, hash, key, value);//树中新增结点 47 else { 48 tab[i] = newNode(hash, key, value, first);//新建结点插入到链表头部 49 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) 50 treeifyBin(tab, hash);//新增结点后链表长度达到TREEIFY_THRESHOLD则转为树 51 } 52 ++modCount;//新增结点后执行 53 ++size; 54 afterNodeInsertion(true); 55 } 56 return value; 57 }
两个批量操作不难理解，同样要保证过程中没有其他线程修改了对象的元素个数
1 public void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) { 2 Node<K,V>[] tab; 3 if (action == null) 4 throw new NullPointerException(); 5 if (size > 0 && (tab = table) != null) { 6 int mc = modCount; 7 for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { 8 for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) 9 action.accept(e.key, e.value);//对每个结点执行对应的操作 10 } 11 if (modCount != mc) 12 throw new ConcurrentModificationException();//有其他线程修改了HashMap中的元素个数时抛错 13 } 14 } 15 public void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) { 16 Node<K,V>[] tab; 17 if (function == null) 18 throw new NullPointerException(); 19 if (size > 0 && (tab = table) != null) { 20 int mc = modCount; 21 for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { 22 for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) { 23 e.value = function.apply(e.key, e.value); 24 } 25 } 26 if (modCount != mc) 27 throw new ConcurrentModificationException(); 28 } 29 }
HashMap实现了clone方法，可以产生一个新的完全一样的HashMap
1 public Object clone() { 2 HashMap<K,V> result; 3 try { 4 result = (HashMap<K,V>)super.clone();//产生一个复制HashMap 5 } catch (CloneNotSupportedException e) { 6 // 因为HashMap支持clone方法，应该不会抛出这个错误 7 throw new InternalError(e); 8 } 9 result.reinitialize();//初始化参数值，所有集合数组都设为null 10 result.putMapEntries(this, false);//将原本集合中的键值对都插入到新产生的Map中 11 return result; 12 }
capacity这个方法先看table是否为null，不为null直接返回table.length。然后看threshold是否为0，不为0返回threshold否则返回默认容量16
1 final int capacity() { 2 return (table != null) ? table.length : 3 (threshold > 0) ? threshold : 4 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 5 }
HashMap的序列化方法同样利用的是ObjectOutputStream
1 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) 2 throws IOException { 3 int buckets = capacity(); 4 // 先写入数组大小和集合内元素的个数 5 s.defaultWriteObject(); 6 s.writeInt(buckets); 7 s.writeInt(size); 8 internalWriteEntries(s); 9 } 10 // 只有writeObject会调用这个方法 11 void internalWriteEntries(java.io.ObjectOutputStream s) throws IOException { 12 Node<K,V>[] tab; 13 if (size > 0 && (tab = table) != null) { 14 for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {//遍历整个数组，按照链表顺序写入key和value值 15 for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) { 16 s.writeObject(e.key); 17 s.writeObject(e.value); 18 } 19 } 20 } 21 }
序列化输入是通过ObjectInputStreams，loadFactor一定会限制在0.25-4.0之间，而threshold是根据size/loadFactor + 1.0然后计算出大于等于该值的最小2的指数次幂。
1 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) 2 throws IOException, ClassNotFoundException { 3 // Read in the threshold (ignored), loadfactor, and any hidden stuff 4 s.defaultReadObject(); 5 reinitialize(); 6 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) 7 throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " + 8 loadFactor); 9 s.readInt(); // 读取数组大小 10 int mappings = s.readInt(); // 读取元素个数 11 if (mappings < 0) 12 throw new InvalidObjectException("Illegal mappings count: " + 13 mappings); 14 else if (mappings > 0) { // (if zero, use defaults) 15 // loadFactor一定在0.25-4.0之间 16 float lf = Math.min(Math.max(0.25f, loadFactor), 4.0f); 17 float fc = (float)mappings / lf + 1.0f; 18 int cap = ((fc < DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) ? 19 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : 20 (fc >= MAXIMUM_CAPACITY) ? 21 MAXIMUM_CAPACITY : 22 tableSizeFor((int)fc));//threshold的值在不超过范围的情况下设定为恰好大于等于size/loadFactor + 1的2的指数 23 float ft = (float)cap * lf; 24 threshold = ((cap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < MAXIMUM_CAPACITY) ? 25 (int)ft : Integer.MAX_VALUE); 26 @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) 27 Node<K,V>[] tab = (Node<K,V>[])new Node[cap]; 28 table = tab; 29 30 // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap 31 for (int i = 0; i < mappings; i++) { 32 @SuppressWarnings("unchecked") 33 K key = (K) s.readObject(); 34 @SuppressWarnings("unchecked") 35 V value = (V) s.readObject(); 36 putVal(hash(key), key, value, false, false);//从输入流中得去key和value值并通过putVal插入 37 } 38 } 39 }
标签：先后 引入 指针 object set集合 nod 计算 null ict
原文地址：https://www.cnblogs.com/graywind/p/9457521.html
