Java集合（4）：HashMap的put源码分析及扩容机制详解
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了Java集合（4）：HashMap的put源码分析及扩容机制详解，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5158字，纯文字阅读大概需要8分钟。
内容图文
根据上一篇文章 Java集合（3）：小白也能看懂的HashMap图解、底层原理与Hash算法 ，明白了HashMap的底层原理，以及当一个元素添加进来时，HashMap什么时候会扩容，什么时候链表会变为红黑树。接下来将从源码分析PUT方法的流程。
put源码解析与流程分析
代码的解释在注释里：
//首先调用了putVal方法
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
//这里有五个参数：
//1.hash值为传过来的key的hash值
//2.key和value是要放入元素的key和value值
//3.onlyIfAbsent表示如果已经存在key的值，
// 再添加键为key的元素时是否会不改变value的值，这里传过来的是false
// 也就是如果key已经存在时，再传入<key,value>会把value值改为最新的
//4.evict的值与LinkedHashMap后处理的回调有关，暂时不用管它
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//如果数组为null或者长度为0则扩容
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//计算需要放入的元素在数组中的位置，如果位置为null，就把元素放入
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
//如果不是null,则需要进一步判断
else {
Node<K,V> e; K k;
//如果数组中的元素和要放入的元素的hash值相等，保存一下要放入的元素
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//如果要放入的元素是个红黑树节点，执行红黑树插入方法
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
//否则是链表的插入
else {
//遍历链表
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//如果链表下一个节点为null，直接放在后面即可
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//如果链表长度大于等于8，将链表转化为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//如果链表中有节点的hash值与要插入元素的hash值相等，将元素保存一下。
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//如果前面保存的元素不是空的（代表出现了要放入元素的key的hash已经存在的情况）
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
//根据onlyIfAbsent决定是否更新值
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//如果存储元素数量达到了阈值（容量*负载系数），执行扩容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
总结一下，HashMap的put方法流程如下：
- 判断数组table是否为null或者长度为零，如果是则扩容
- 计算hash值，计算位置i，如果table[i]为null，直接插入，让size+1,判断是否需要扩容，结束。
- 如果不为null，判断table[i]的key是否与要插入元素的key是否相等，如果是，判断是否需要覆盖旧值，结束。
- 如果不相等，判断table[i]对应的元素是否为红黑树节点，如果是，执行红黑树插入方法，判断是否需要覆盖旧值，让size+1,判断是否需要扩容，结束。
- 如果不是，遍历链表，判断链表中有无与要插入元素的key相等的元素，如果有，判断是否需要覆盖旧值，结束。
- 如果没有，让元素插入到链表最后面。
- 如果链表的长度大于等于8，并且桶的个数小于64，则扩容，如果桶的个数大于64则转为红黑树。
- 让size+1判断是否需要扩容。
为了方便记忆，可以简化为七个判断：
扩容机制详解
HashMap中的扩容机制设计得非常巧妙，源码如下（解析在注释里）：
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
//如果旧容量大于0
if (oldCap > 0) {
//判断旧容量是否超过最大容量（2的31次方）
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
//超过则把Integer最大值赋给阈值，返回最大容量
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
//没有超过最大容量，则让容量和阈值扩大两倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
//旧容量及阈值等于0，初始化容量和阈值
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
//对新的阈值越界的处理
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"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
//如果旧的数组不是null，需要重新计算位置
if (oldTab != null) {
//遍历数组
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
//如果数组的j位置有元素，则让它置空
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
//如果数组的j位置只有一个元素，后面没有链表
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
//如果是红黑树，进行拆分
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
//如果是链表，把链表分成两个链表，减少扩容的迁移量
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
//通过(e.hash & oldCap) == 0)巧妙的将链表非为两个链表
//不需要移动位置的节点
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
//需要移动位置的节点
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的Java集合（4）：HashMap的put源码分析及扩容机制详解全部内容，希望文章能够帮你解决Java集合（4）：HashMap的put源码分析及扩容机制详解所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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来源：【匿名】