【2023】HashMap详细源码分析解读

**HashMap详细源码分析解读**

HashMap是Java集合框架中一个非常重要的类，它提供了一个高效的键值对存储和查找机制。HashMap在Java8中进行了重大改造，引入了红黑树结构来提高性能。在本文中，我们将详细分析HashMap的源码，并解读其内部工作原理。

**HashMap类定义**

javapublic class HashMap
 extends AbstractMap
 implements Map, Cloneable, java.io.Serializable {

HashMap继承自AbstractMap类，实现了Map接口和Cloneable、Serializable接口。

**构造函数**

javapublic HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
 if (initialCapacity < 0)
 throw new IllegalArgumentException("Initial capacity must be non-negative");
 if (loadFactor <=0 || Float.isNaN(loadFactor))
 throw new IllegalArgumentException("Load factor must be >0");
 this.loadFactor = loadFactor;
 threshold = initialCapacity;
 table = new Entry[initialCapacity];
}

构造函数接受两个参数：初始容量（initialCapacity）和负载因子（loadFactor）。如果初始容量小于零或负载因子不大于零，则抛出异常。

**put方法**

javapublic V put(K key, V value) {
 int hash = hash(key);
 int i = indexFor(hash, table.length);
 for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
 if (e.hash == hash && ((key==null?e.key==null:e.key.equals(key))) {
 V oldValue = e.value;
 e.value = value;
 return oldValue;
 }
 }
 modCount++;
 addEntry(hash, key, value, null);
 return null;
}

put方法用于将键值对添加到HashMap中。首先计算键的哈希值，然后根据哈希值找到相应的桶（bucket）。如果桶中已经有一个键值对，则更新该键值对。如果桶为空，则创建新的键值对并添加到桶中。

**get方法**

javapublic V get(Object key) {
 int hash = hash(key);
 int i = indexFor(hash, table.length);
 for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
 if (e.hash == hash && ((key==null?e.key==null:e.key.equals(key))) {
 return e.value;
 }
 }
 return null;
}

get方法用于从HashMap中获取指定键的值。首先计算键的哈希值，然后根据哈希值找到相应的桶。如果桶中有一个键值对且该键匹配，则返回该值。

**resize方法**

javavoid resize(int newCapacity) {
 Entry[] oldTable = table;
 int oldCapacity = oldTable.length;
 if (oldCapacity == newCapacity)
 return;
 Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
 threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
 for (Entry e : oldTable) {
 if (e != null) {
 int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
 e.next = newTable[i];
 newTable[i] = e;
 }
 }
 table = newTable;
}

resize方法用于调整HashMap的容量。当HashMap的大小超过阈值时，会触发resize操作。新容量为原容量的两倍。

**红黑树结构**

在Java8中，HashMap引入了红黑树结构来提高性能。红黑树是一种自平衡二叉查找树，它保证了每个节点的高度相差不超过1。HashMap使用红黑树来存储键值对，当HashMap的大小超过阈值时，会将桶中的键值对转换为红黑树。

**总结**

在本文中，我们详细分析了HashMap的源码，并解读其内部工作原理。HashMap提供了一种高效的键值对存储和查找机制，它使用哈希表来快速定位键值对。当HashMap的大小超过阈值时，会触发resize操作，将桶中的键值对转换为红黑树结构。