源码分析HashMap

1、数据结构：数组+链表 

//成员变量，数组 table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e);
transient Entry[] table;
//内部类，链表
static class Entry implements Map.Entry {
final K key;
V value;
//链表指向下个元素
Entry next;
final int hash;
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(int h, K k, V v, Entry n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
public final K getKey() {
return key;
}
public final V getValue() {
return value;
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry e = (Map.Entry)o;
Object k1 = getKey();
Object k2 = e.getKey();
if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
Object v1 = getValue();
Object v2 = e.getValue();
if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
return true;
}
return false;
}
public final int hashCode() {
return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
(value==null ? 0 : value.hashCode());
}
public final String toString() {
return getKey() + "=" + getValue();
}
/**
* This method is invoked whenever the value in an entry is
* overwritten by an invocation of put(k,v) for a key k that's already
* in the HashMap.
*/
void recordAccess(HashMap m) {
}
/**
* This method is invoked whenever the entry is
* removed from the table.
*/
void recordRemoval(HashMap m) {
}
}

2、put存值

     向链表头部插入元素,数组元素即为头。

public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
//计算hash值
int hash = hash(key.hashCode());
//计算数组下标
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
//添加元素
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
//计算hash值
static int hash(int h) {
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
//计算数组下标
static int indexFor(int h, int length) {
//保证结果的最大值是length-1，不会产生数组越界问题。
return h & (length-1);
}
//向链表头部插入元素
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//获取table[i]的对象e
Entry e = table[bucketIndex];
//将table[i]的对象修改为新增对象，让新增对象的next指向e。
table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e);
if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);
}
//超过阀值，生成新的Entry[]数组。
void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
//最大容量：static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 <<30;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
transfer(newTable);
//生成新的数组
table = newTable;
//阀值等于新的容量乘以加载因子（默认0.75）
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}

 3、get取值

public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());
for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
//hash和key值都相等
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}

4、相关知识

        Hash，一般翻译做“散列”，也有直接音译为&＃8221;哈希&＃8221;的，就是把任意长度的输入（又叫做预映射， pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，而不可能从散列值来唯一的确定输入值。

        java两个对象值相同(x.equals(y) == true)，则一定有相同的hash code。当equals方法被重写时，通常有必要重写 hashCode 方法，以维护 hashCode 方法的常规协定，该协定声明相等对象equals必须具有相等的哈希码。hashCode相等对象未必相等。

        数组的特点是空间连续（大小固定）、寻址迅速，但是插入和删除时需要移动元素，所以查询快，增加删除慢。链表恰好相反，可动态增加或减少空间以适应新增和删除元素，但查找时只能顺着一个个节点查找，所以增加删除快，查找慢。哈希表综合2者优点，但实际上查找肯定没有数组快，插入删除没有链表快，一种折中的方式。

      参考：http://www.cnblogs.com/hzmark/archive/2012/12/24/HashMap.html