hashMap源码分析

前几天面试被问到了 hashMap 的底层实现原理，虽然之前有所了解，并且对源码大概看了一遍，回答的时候仍然不是太满意，今天写这篇文章来对 HashMap 的源码进行详细的分析。

提到对 HashMap 的操作，无非就是 put、get、初始化等操作。首先来分析下 HashMap 的 put 操作，废话不多讲，先看下 put 的源码：

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> 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++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

第一行首先判断存放键值对的 Entry 数组是否为空，为空的话对其进行初始化，对于 inflateTable 方法，我们稍后再对其进行分析，先继续往下看，接下来判断 key 是否为 null，如果为 null 调用 putForNullKey 方法，由此我们可以看出
HashMap 的 key 是允许为 null 的（HashTable 的 key 是不允许为空的，感兴趣的同学可以去看下 HashTable 的实现），在继续往下分析之前先看下这个 putForNullKey:

/**
  * Offloaded version of put for null keys
  */
private V putForNullKey(V value) {
    for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
        if (e.key == null) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    addEntry(0, null, value, 0);
    return null;
}

从中可以 HashMap 是将 key 为 null 的元素放到了 Entry 数组的开头，接着遍历检查 key 是否为 null，是则用新值替换掉旧值，否则调用 addEntry 添加到索引为 0 的 Entry 数组中。

下面我们接着看 put 方法，分析 key 不为 null 的处理过程：

下面是获取 key 的 hash 值的过程：

/**
     * Retrieve object hash code and applies a supplemental hash function to the
     * result hash, which defends against poor quality hash functions.  This is
     * critical because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
     * otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
     * in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
     */
    final int hash(Object k) {
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }

        h ^= k.hashCode();

        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }

上面就是获取的 key 的 hashCode 的方法，其中用到了 hashSeed，那么 hashSeed 是什么？为什么在此处要用到 hashSeed 呢？jdk 的源码注释中是这么解释的：
hashSeed 的是一个与当前 hashhMap 相关联的一个随机值，用于减少 hash 冲突，此算法加入了高位计算，防止低位不变，高位变化产生的 hash 冲突。
接下来就是根据计算出的 hashCode 获取当前 key 在 Entry 数组中的位置：

 /**
     * Returns index for hash code h.
     */
    static int indexFor(int h, int length) {
        // assert Integer.bitCount(length) == 1 : "length must be a non-zero power of 2";
        return h & (length-1);
    }

这里我们来解释下为什么要使用取模运算来计算位置，我们都知道 HashMap 是使用数组 + 链表来存储元素，因为链表的查找效率比较低，这样我们肯定希望 HashMap 的数组中的
元素尽量分布的均匀一些，这样就会尽量使数组的每一个位置上只有一个元素，这样我们在查找元素的时候就可以根据 hashCode 计算出的索引直接查找到该元素，而不用遍历
Entry 链表，这样就会使查找效率大大提高。
接下来就是根据计算出的索引位置遍历数组对应位置的 Entry 链表，如果找到就替换掉旧值，否则将其添加到链表中。

至此我们整个 put 方法分析完毕。下一篇我们来分析一下 HashMap 的构造方法，并会讲解 Hash 在什么情况会进行 reHash 操作。

参考文章：http://blog.csdn.net/top_code/article/details/17396961