HashMap的put方法的源码分析(Java)

目录

一、HashMap中的一些静态成员变量

1、DEFAULT_INITIAL_CAPACITY

2、MAXIMUM_CAPACITY

3、DEFAULT_LOAD_FACTOR

4、TREEIFY_THRESHOLD

5、UNTREEIFY_THRESHOLD

6、MIN_TREEIFY_CAPACITY

二、HashMap中的构造方法

1、HashMap()

2、HashMap(int)

3、HashMap(int,float)

4、HashMap(Map)

三、HashMap中的put方法

1、初始化底层数组为空的数组容量

2、插入元素

2.1 当前数组下标为空

2.2 当前数组下标不为空

3、数组扩容

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一、HashMap中的一些静态成员变量

1、DEFAULT_INITIAL_CAPACITY

表示HashMap底层数组的默认容量是1 << 4，即2^4=16。

2、MAXIMUM_CAPACITY

表示HashMap底层数组的最大容量是1 << 30，即2^30。

3、DEFAULT_LOAD_FACTOR

表示HashMap的默认负载因子的值是0.75。

4、TREEIFY_THRESHOLD

表示底层数组中的链表树化的条件之一：链表中至少有8个节点。

5、UNTREEIFY_THRESHOLD

表示底层数组中的红黑树解树化的条件：树中节点少于6个的时候退化成链表。

6、MIN_TREEIFY_CAPACITY

表示底层数组中的链表树化的条件之一：底层数组的容量至少为64。

二、HashMap中的构造方法

1、HashMap()

        无参的构造方法仅仅指定了负载因子的大小为默认的0.75，并没有初始化底层数组的容量，所以当我们调用无参的构造方法构造一个HashMap，此时底层的数组为NULL，容量为0。 

2、HashMap(int)

        带有一个参数的构造方法可以用来指定底层数组的初始容量，但实际上调用的是下面带有2个参数的构造方法↓

3、HashMap(int,float)

        构造一个底层数组初始容量为initialCapacity, 负载因子为loadFactor的HashMap，如果initialCapacity小于0或loadFactor小于等于0，就会抛出一个IllegalArgumentException异常，如果initialCapacity大于2^30，则初始容量为2^30。

继续追踪tableSizeFor(initialCapacity)，看一下数组的初始容量会被设置为多少：

         tableSizeFor(int cup)方法会将我们传进来的initialCapacity经过一系列位运算，最后的返回值我们可以看最上面的那一行注释，它最后会返回一个最接近initialCapacity并且大于initialCapacity的2的次方的数，举个栗子，如果给定的initialCapacity是10，那么会返回16；如果initialCapacity是25，那么会返回32……

        那么问题来了，为什么要这样做呢？为什么不直接initialCapacity返回呢？

        这样做是为了在put方法中更快速地计算数组下标。

4、HashMap(Map)

        这个构造方法会把传进来的Map构造为一个新的HashMap，映射关系与原来的Map相同，底层数组使用默认负载因子(0.75)和足够容纳指定Map中的映射的初始容量创建。

三、HashMap中的put方法

我们来看一下源码中是如何建立key-vauel映射关系的：

它会首先计算key的哈希值，然后将哈希值，key，value传入putVal方法中。

追踪putVal方法：

内容有点多，我们逐条来看：

1、初始化底层数组为空的数组容量

        第一行定义了一个Node类型的tab数组，p节点，和两个整型变量n、i。

        然后让tab指向底层数组table，判断tab是否为空，或者容量是否为0，满足以上条件之一，就会调用resize()方法对数组进行初始化容量的操作，然后再计算数组的长度。

        刚才无参的构造方法并没有初始化底层数组，那么我们追踪一下resize()方法，看一下最后会将底层数组的容量初始为多少。

追踪resize方法：

        也就是说，如果调用无参的构造方法后，第一次进行put操作时，会将底层的数组容量初始为默认的容量：16

2、插入元素

2.1 当前数组下标为空

        源码中计算当前key在数组中所属的下标是通过：(n - 1) & hash的方法，而不是用hash % 数组长度，它这样计算有什么好处呢？

        刚才分析构造方法时，我们知道，底层数组初始容量都是2的次幂，而2的次幂减1后的值，它的二进制的有效位全为1，在进行位运算时速度会更快一点，这也就是大佬们为什么在初始化数组时，初始容量给定为一个2的次幂数的原因吧~

        找到key所属下标之后，下标如果为空，那么直接将元素插入即可。

2.2 当前数组下标不为空

3、数组扩容

如果当前元素插入成功后，数组中的有效元素数量超过阈值，即插入该元素后负载因子会超标，就会再次调用resize方法进行扩容。