HashMap源码详解

HashMap简介

HashMap是Java语言中的一种集合类，它实现了Map接口，用于存储Key-Value对。它基于哈希表数据结构，通过计算Key的哈希值来快速定位Value的位置，从而实现高效的插入、删除和查找操作。下面我们对照着JAVA1.8中的HashMap源码来分析一下它的内部实现逻辑
基本的结构

在开始分析HashMap的实现逻辑之前，我们需要先了解一下基础的组成和内部的成员变量都有哪些，分别代表什么意思。
1、Node

首先我们看一下HashMap其中一个子类:Node，这个子类用于存储基本的元素，即Key-Value对、Key的Hash值以及指向下一个节点的Node变量。在HashMap内部，由Node类型组成的数组用来存储所有的元素。 Node实现自Map.Entry接口，并且实现了接口中规定的多个基本方法:

1.     interface Entry<K,V> {
2.         K getKey();
3.         V getValue();
4.         V setValue(V value);
5.         boolean equals(Object o);
6.         int hashCode();
7.         ...
8.     }

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同时，在Node类中，定义了4个成员变量：

1. public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>,Cloneable,Serializable {
2.     ....
3.     static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
4.             final int hash;
5.             final K key;
6.             V value;
7.             Node<K,V> next;
9.             Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
10.                 this.hash = hash;
11.                 this.key = key;
12.                 this.value = value;
13.                 this.next = next;
14.             }
15.             ...
16.     }
17.     ...
18. }

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其中hash是key的hash值，key和value存储键和值，next变量指向链表中的下一个元素。
2、HashMap的成员变量

1.     transient Node<K,V>[] table;
2.     transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
3.     transient int size;
4.     transient int modCount;
5.     int threshold;
6.     final float loadFactor;

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table：保存所有元素的数组。
entrySet：一个用于遍历所有数据节点的集合。
size：记录HashMap中元素的总数量。
modCount：用来判断在对HashMap数据项进行遍历时，其中的数据项是否有修改过，如删除或者新增一项。
threshold：控制扩容时机，当数据项数量大于threshold时进行扩容，新的容量大小是老的两倍。
loadFactor：默认值0.75，加载因子决定threshold大小，计算公式是threshold=table.length*loadFactor。
我们先大致了解一下HashMap成员变量及基础的Key-Value承载的结构，之后随着介绍的进度我们再介绍新的类型。下面我们开始正式分析HashMap的逻辑。
初始化方法

HashMap有4个初始化方法，分别是：
[code]    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {        if (initialCapacity < 0)            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +                                               initialCapacity);        // MAXIMUM_CAPACITY = 1  MAXIMUM_CAPACITY)            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;        if (loadFactor ) o;            Object key = e.getKey();            Node candidate = getNode(hash(key), key);            return candidate != null && candidate.equals(e);        }        public final boolean remove(Object o) {            if (o instanceof Map.Entry) {                Map.Entry e = (Map.Entry) o;                Object key = e.getKey();                Object value = e.getValue();                return removeNode(hash(key), key, value, true, true) != null;            }            return false;        }        public final Spliterator spliterator() {            return new EntrySpliterator(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);        }        /**        *  遍历方法对所有元素进行遍历时，会判断modCount是否有变化，如果有变，说明在遍历途中，有其他线程对元素进行了增加或者删除，        *  有线程安全问题所以抛出异常。或者在遍历方法内对集合元素进行了增加或删除操作。        */        public final void forEach(Consumer