HashMap，开发中最常用的数据结构之一，由数组加链表组成，以key-->value键值对形式存在，HashMap的结构如下：

 HashMap类中有几个关键变量

/**默认的HashMap容器初始化大小16（1右移4位） ，必须是2的幂次方**/DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4/**最大的容器大小（2的30次方）**/MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30/**默认的加载因子，当HashMap的容量大小超过初始化容量的75%后，会自动进行扩容操作**/DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f/**阈值，当节点数超过8个会自动转化为红黑树**/TREEIFY_THRESHOLD = 8/**阈值，当节点数低于6个时会转化为链表**/UNTREEIFY_THRESHOLD = 6/**容器树化的最小表容量大小，如果没有达到该值，容器中有太多节点执行resize操作，MIN_TREEIFY_CAPACITY至少应该是TREEIFY_THRESHOLD的4倍，以防止resizing与树化阈值之间的冲突**/MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64

 HashMap中有两个重要的内部类，Node、TreeNode

Node 代表HashMap中的普通节点（未转化为红黑树之前，在jdk1.7中使用的是Entry表示），包含key，value, hash，next四个属性，Node类的结构如下：

 

TreeNode 代表Hahsmap中转化为红黑树后的节点（jdk1.7中不存在该类），包含left（左节点）、right（右节点）、parent（父亲节点）、prev（？？？）、red（树颜色的标识，非黑即红）

HashMap的构造函数

hashMap对应的构造函数有四个，使用不同的构造函数，在后续的put操作中会有一定的区别。

/**前三个构造函数都不会去初始化hashMap操作（生成node节点），在后续的put操作中会去则执行resize操作生成容量为16的hashMap对象， 第四个构造函数会根据传入的map对象大小生成一个hashMap对象**//**最简单的构造函数，没有任何参数，只会设置默认的阈值因子**/public HashMap() {    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}/**自定义初始化容量大小，默认的阈值因子是系统默认的0.75**/public HashMap(int initialCapacity) {    this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}/**自定义初始化容量大小以及阈值因子参数，构造函数中会进行判断**/public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {    if (initialCapacity < 0)        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity);    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);    this.loadFactor = loadFactor;    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);} /**传递Map参数来构造hashMap, **/public HashMap(Map
      m) {    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;    putMapEntries(m, false);}

 

HashMap的put操作

 hashMap的put操作核心方法是putVal方法

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {    Node
     
      [] tab; Node
      
        p; int n, i;　　/**如果table为空，初始化table对象, 默认生成大小为16，扩容因子为0.75的hashMap对象**/    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)        n = (tab = resize()).length;    /**根据key的hashCode计算在table中存放key/value键值对的位置（前提是该位置没有存放其他键值对）**/    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);    /**计算位置已存在键值对时执行**/    else {        Node
       
         e; K k;　　　　　/**hash值以及key值是否相同**/        if (p.hash == hash &&            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            e = p;        /**是否是红黑树节点**/        else if (p instanceof TreeNode)            e = ((TreeNode
        
         )p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);        else {　　　　　　　/**链表形式将node节点插入到链表的后面（jdk1.7中是将Entry插入到链表的表头）**/            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {                if ((e = p.next) == null) {                    p.next = newNode(hash, key, value, null);　　　　　　　　　　　　/**判断是否超过8个，超过会转化为红黑树**/                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                        treeifyBin(tab, hash);                    break;                }                if (e.hash == hash &&                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                    break;                p = e;            }        }　　　　 /**如果存放新键值对的位置已存在值，且key值与新键值对相同，替换value值**/        if (e != null) { // existing mapping for key            V oldValue = e.value;            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)                e.value = value;            afterNodeAccess(e);            return oldValue;        }    }    ++modCount;    /**判断是否需要扩容**/    if (++size > threshold)        resize();    afterNodeInsertion(evict);    return null;}
        
       
      
     

resize操作

resize方法是用来初始化以及扩充2倍容量的方法

final Node
     
      [] resize() {    Node
      
       [] oldTab = table;    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;    int oldThr = threshold;    int newCap, newThr = 0;    /**进行扩容操作**/    if (oldCap > 0) {        /**如果hashMap容量大小已超过最大值（2^30），不在进行扩容，阈值大小设置为（2^31-1），后续都不会在扩容**/        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {            threshold = Integer.MAX_VALUE;            return oldTab;        }　　　　 /**扩容变成原容量的2倍，阈值也变成2倍**/        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)            newThr = oldThr << 1; // double threshold    }　　 /**对应HashMap(int initialCapacity)第一次put操作初始化的时候调用**/    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold        newCap = oldThr;    /**对应HashMap()第一次put操作初始化的时候调用**/    else {               // zero initial threshold signifies using defaults        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);    }    /**设置阈值**/    if (newThr == 0) {        float ft = (float)newCap * loadFactor;        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);    }    threshold = newThr;    @SuppressWarnings({
    "rawtypes","unchecked"})　　　　　/**对于没有初始化的初始化操作，在调用构造函数是都不会初始化，只有在put时才会初始化（以map为参数的构造函数除外，其实也是执行put时初始化）**/        Node
       
        [] newTab = (Node
        
         [])new Node[newCap];    table = newTab;    if (oldTab != null) {        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {            Node
         
           e;            if ((e = oldTab[j]) != null) {                oldTab[j] = null;                /**如果没有链表，直接赋值**/                if (e.next == null)                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;                else if (e instanceof TreeNode)                    ((TreeNode
          
           )e).split(this, newTab, j, oldCap); else { // preserve order　　　　　　　　　　　　/**数据迁移部分对比：　　　　　　　　　　　　 * 1.jdk1.8中将链表拆分为两个部分，一个是保存在原位置不变，一个是扩充前位置+oldCap的位置，扩容数据迁移后链表的顺序没有改变；(1.8的效率更高） * 2.jdk1.7中是通过双重循环遍历，使用node.hash & （newCapacity - 1）计算扩容后节点的位置，新节点的加入是存放到链表头，数据迁移后链表的顺序相反; **/　　　　　　　　　　　　/**扩容后依然在扩容前位置的链表节点**/　　　　　　　　　　　　Node
           
             loHead = null, loTail = null;　　　　　　　　　　　　/**扩容后在扩容前位置+oldCap位置的链表节点**/ Node
            
              hiHead = null, hiTail = null; Node
             
               next; do { next = e.next; if ((e.hash & oldCap) == 0) { if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } else { if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null);　　　　　　　　　　　　/**向扩容后的map中存放链表**/ if (loTail != null) { loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } if (hiTail != null) { hiTail.next = null; newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab;}
             
            
           
          
         
        
       
      
     

 

get操作

get操作获取hashMap中数据实际调用的是getNode（int hash,  Object key）方法

final Node
     
       getNode(int hash, Object key) {    Node
      
       [] tab; Node
       
         first, e; int n; K k;　　 /**判断table是否为空，根据传递的key值获取的tab是否为空，此时获取的是链表的链表头结点**/    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&        (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {　　　　　/**判断表头节点是否是获取的对象**/        if (first.hash == hash && // always check first node            ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            return first;        /**遍历链表获取节点**/        if ((e = first.next) != null) {            if (first instanceof TreeNode)                return ((TreeNode
        
         )first).getTreeNode(hash, key);            do {                if (e.hash == hash &&                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                    return e;            } while ((e = e.next) != null);        }    }    return null;}
        
       
      
     

remove操作

执行remove(Object key)以及remove(Object key, Object value)方法都是执行的removeNode方法

final Node
     
       removeNode(int hash, Object key, Object value, boolean matchValue, boolean movable) {    Node
      
       [] tab; Node
       
         p; int n, index;    /**判断table是否为空以及删除的key在table中是否存在**/    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&        (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {        Node
        
          node = null, e; K k; V v;        /**删除节点是链表头节点**/        if (p.hash == hash &&            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            node = p;        else if ((e = p.next) != null) {            if (p instanceof TreeNode)                node = ((TreeNode
         
          )p).getTreeNode(hash, key);            else {                /**删除节点非链表头的节点**/                do {                    if (e.hash == hash &&                        ((k = e.key) == key ||                         (key != null && key.equals(k)))) {                        node = e;                        break;                    }                    p = e;                } while ((e = e.next) != null);            }        }        /**执行删除操作，区分是否在表头**/        if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||                             (value != null && value.equals(v)))) {            if (node instanceof TreeNode)                ((TreeNode
          
           )node).removeTreeNode(this, tab, movable); /**链表头结点的删除**/ else if (node == p) tab[index] = node.next; /**非链表头结点的删除**/ else p.next = node.next; ++modCount; --size; afterNodeRemoval(node); return node; } } return null;}
          
         
        
       
      
     

以上的操作都是关于数组加链表的形式说明的，jdk1.8后当链表的节点个数达到8个以上时，会将链表转化为红黑树保存，当链表节点低于6个时，会再次退化为链表。