上文詳解HashMap原始碼解析（上）介紹了
HashMap整體介紹了一下資料結構，主要屬性欄位，獲取陣列的索引下標，以及幾個構造方法。本文重點講解元素的新增、查詢、擴容等主要方法。
新增元素
put(K key, V value)
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
首先算出key的雜湊碼，呼叫hash方法，獲取到hash值。
- 呼叫putVal()
/**
* @param hash hash for key hash 值
* @param key the key key 值
* @param value the value to put value 值
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value 只有不存在，才不改變他的值
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none 返回上一個值，如果不存在返回null
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
// 宣告一個node陣列 tab，node 節點
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// 如果 table 為 null 或者 tab的長度為 0 ，|| 兩邊都要做一下判斷，table 為空，或者table的長度為0
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
// table 初始化
n = (tab = resize()).length;
// 不存在，直接新建一個Node節點
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// 新建節點
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
// 存在節點
Node<K,V> e; K k;
// hash值 和 p 節點的hash值一致，（鍵值的地址）一致或者（鍵的值）一致，直接替換
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
// 節點是紅黑樹
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
// 節點是連結串列，從前往後遍歷
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 遍歷連結串列的最後一個節點
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 連結串列個數大於等於 8，因為從零開始所以要減一
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
// 轉成紅黑樹
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
// hash一致 或者 值一致
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
// e不為空，直接替換賦值
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
// 原來的值為空，賦值
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
- 首先判斷雜湊陣列
table是否為null,如果為null，就擴容。 (n - 1) & hash對應的下標是否存在節點。- 不存在節點，就建立新的節點並賦值。
- 存在節點
- 節點key值是否相等，相等就替換
value。 - 是否為紅黑樹，新增資料到紅黑樹中。
- 上面都不符合，就是普通連結串列，遍歷連結串列，如果連結串列存在相同
key就替換，否則在連結串列最後新增資料。
- 節點key值是否相等，相等就替換
流程圖：
putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)
putAll 是將集合元素全部新增到HashMap中，putAll呼叫了putMapEntries方法，putMapEntries先判斷是否需要擴容，然後遍歷元素，呼叫putVal新增元素,下面是新增元素程式碼：
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
獲取資料
get(Object key)
通過key找到雜湊表的中Node節點的value值。
// 返回map對映對應的value值
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
首先使用hash方法算出雜湊值，然後再呼叫getNode()獲取資料：
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
// 判斷tab有資料，並且對應下標存在資料
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// hash相等以及key相等（key地址相等或者key的值相等），找的就是第一個元素
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
// 遍歷連結串列
if ((e = first.next) != null) {
// 紅黑樹找到當前key所在的節點位置
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
// 普通連結串列，往後遍歷，直到找到資料或者遍歷到連結串列末尾為止
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
- 判斷雜湊陣列是否不為
null並且陣列下標(n - 1) & hash處不為null,如果都有值，就查詢首節點first，否則返回null。 - 找到首節點，匹配上相等的
hash和key,返回首節點。 - 連結串列有多個元素，是否為紅黑樹
- 是紅黑樹，在紅黑樹查詢
- 不是紅黑樹，就遍歷普通連結串列，直到匹配到相同的
hash和key值。
流程圖:
resize 擴容
當雜湊陣列為null，或元素個數超過了閾值，就呼叫resize擴容方法：
final Node<K,V>[] resize() {
// 記錄原陣列
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 原陣列長度
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 原閾值（陣列長度達到閾值）
int oldThr = threshold;
// 新容量，新閾值
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
// 陣列長度大於或者等於MAXIMUM_CAPACITY（1>>30）不做擴容操作。
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 擴容後長度小於MAXIMUM_CAPACITY（1>>30）並且陣列原來長度大於16
// 閾值和新容量都翻倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
// 閾值大於零，舊閾值替換成新容量
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
// oldCap 和 oldThr 都小於等於0，說明是呼叫無參構造方法，賦值預設容量16，預設閾值12。
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
// 新閾值為零，計算閾值
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
// 新建Node陣列。呼叫無參構造方法，並不會建立陣列，在第一次呼叫put方法，才會呼叫resize方法，才會建立陣列，延遲載入，提高效率。
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
// 原來的陣列不為空，把原來的陣列的元素重新分配到新的陣列中
// 如果是第一次呼叫resize方法，就不需要重新分配陣列。
if (oldTab != null) {
// 舊陣列遍歷
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
// 存在下標下的第一個元素
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
// 當前元素下一個元素為空，說明此處只有一個元素，直接使用元素的hash值和新陣列的容量取模，獲得新下標的位置
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
// 紅黑樹，拆分紅黑樹，必要時可能退化為連結串列
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
// 長度大於1的普通連結串列
else { // preserve order
// loHead、loTail分別代表舊位置的頭尾節點
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
// hiHead、hiTail分別代表新位置的頭尾節點
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
// 遍歷連結串列
do {
next = e.next;
// & 與運算，兩個都會1，結果才為1
// 元素的hash值和oldCap與運算為0，原位置不變
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
// 移動到原來位置 + oldCap
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;
}
- 原容量是否為空
- 不為空，是否大於最大容量
- 大於最大容量，不做擴容
- 小於最大容量，並且大於預設容量16。閾值和容量都翻倍。
- 為空，原閾值大於零， 就閾值賦值給新容量。
- 不為空，是否大於最大容量
- 原容量和原閾值都小於等於零，賦值預設容量16和預設閾值12。
- 做完閾值和容量的賦值之後，遍歷陣列。
- 有值，是否只有一個元素，如果是就放入新陣列
n-1&hash下標處。 - 如果是紅黑樹就拆分紅黑樹。
- 上面兩個都不符合就是普通連結串列。
- 遍歷連結串列，如果
hash&陣列原長度為0- 放在陣列
原下標處。 - 不為零，放在
原位置+原陣列長度處。
- 放在陣列
流程圖：
總結
本文主要講解了元素的新增、查詢、擴容等主要方法，其中新增和查詢都需要先獲取陣列的下標，然後進行對應的操作。
put新增
- 首次新增資料需要對陣列進行擴容。
- 對應下標是否有值
- 沒有值，直接賦值
- 有值
key一致，替換value值。key不一致- 是紅黑樹，在紅黑樹新增資料。
- 不是紅黑樹，就是連結串列，遍歷連結串列，存在相同節點key，替換。否者新增在連結串列的尾部。
get查詢
- 下標是否有值
- 沒有值，返回
null - 有值
*hash和key相等的話，返回節點。- 是否是多連結串列。
- 不是，返回
null。 - 是的話，是否是紅黑樹。
- 紅黑樹，在紅黑樹中查詢
- 否則就是普通連結串列，遍歷連結串列知道匹配到相同的
hash和key。
- 不是，返回
- 是否是多連結串列。
- 沒有值，返回
resize 擴容
- 容量大於零
- 大於最大容量值，不再擴容。
- 介於最大和預設容量之間，閾值和容量都翻倍。
- 初始化的時候，設定預設容量和預設閾值。
- 遍歷原陣列
- 節點有值，並且只有一個值，賦值給新陣列
n-1&hash處。 - 如果是紅黑樹，就拆分紅黑樹。
- 以上都不符合，就是普通連結串列，遍歷連結串列。因為陣列長度都是2的冪次方，擴容後元素的位置*要麼是在原位置，要麼是在原位置再移動2次冪的位置。
- hash&與運算原陣列長度，等於0，存在原來的位置。
- 不等於0，就存放下標原來位置+原陣列長度位置處。