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Java 集合系列10: HashMap深入解析(1)
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概要

这一章,我们对HashMap进行学习。
我们先对HashMap有个整体认识,然后再学习它的源码,最后再通过实例来学会使用HashMap。

第1部分 HashMap介绍

HashMap简介

HashMap 是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的,这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外,HashMap中的映射不是有序的。

HashMap 的实例有两个参数影响其性能:“初始容量” 和 “加载因子”。容量 是哈希表中桶的数量,初始容量 只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时,则要对该哈希表进行 rehash 操作(即重建内部数据结构),从而哈希表将具有大约两倍的桶数。
通常,默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销,但同时也增加了查询成本(在大多数 HashMap 类的操作中,包括 get 和 put 操作,都反映了这一点)。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子,以便最大限度地减少 rehash 操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子,则不会发生 rehash 操作。

HashMap的构造函数

HashMap共有4个构造函数,如下:

// 默认构造函数。
HashMap()
// 指定“容量大小”的构造函数
HashMap(int capacity)
// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
HashMap(int capacity, float loadFactor)
// 包含“子Map”的构造函数
HashMap(Map map)

HashMap的API

void                 clear()
Object               clone()
boolean              containsKey(Object key)
boolean              containsValue(Object value)
Set<>>     entrySet()
V                    get(Object key)
boolean              isEmpty()
Set               keySet()
V                    put(K key, V value)
void                 putAll(Map map)
V                    remove(Object key)
int                  size()
Collection        values()

第2部分 HashMap数据结构

HashMap的继承关系

java.lang.Object
  ↳     java.util.AbstractMapK, V>
        ↳     java.util.HashMapK, V>
public class HashMapK,V>
   extends AbstractMapK,V>
   implements MapK,V>, Cloneable, Serializable { }

HashMap与Map关系如下图:

这里写图片描述

从图中可以看出:
(01) HashMap继承于AbstractMap类,实现了Map接口。Map是'key-value键值对'接口,AbstractMap实现了'键值对'的通用函数接口。
(02) HashMap是通过'拉链法'实现的哈希表。它包括几个重要的成员变量:table, size, threshold, loadFactor, modCount
  table是一个Entry[]数组类型,而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的'key-value键值对'都是存储在Entry数组中的。
  size是HashMap的大小,它是HashMap保存的键值对的数量。
  threshold是HashMap的阈值,用于判断是否需要调整HashMap的容量。threshold的值='容量*加载因子',当HashMap中存储数据的数量达到threshold时,就需要将HashMap的容量加倍。
  loadFactor就是加载因子。
  modCount是用来实现fail-fast机制的。

第3部分 HashMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解HashMap的原理,下面对HashMap源码代码作出分析。
在阅读源码时,建议参考后面的说明来建立对HashMap的整体认识,这样更容易理解HashMap

package java.util;
import java.io.*;
public class HashMapK,V>
   extends AbstractMapK,V>
   implements MapK,V>, Cloneable, Serializable
{
   // 默认的初始容量是16,必须是2的幂。
   static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
   // 最大容量(必须是2的幂且小于2的30次方,传入容量过大将被这个值替换)
   static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 <>30;
   // 默认加载因子
   static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
   // 存储数据的Entry数组,长度是2的幂。
   // HashMap是采用拉链法实现的,每一个Entry本质上是一个单向链表
   transient Entry[] table;
   // HashMap的大小,它是HashMap保存的键值对的数量
   transient int size;
   // HashMap的阈值,用于判断是否需要调整HashMap的容量(threshold = 容量*加载因子)
   int threshold;
   // 加载因子实际大小
   final float loadFactor;
   // HashMap被改变的次数
   transient volatile int modCount;
   // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
   public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
       if (initialCapacity <>0)
           throw new IllegalArgumentException('Illegal initial capacity: ' +
                                              initialCapacity);
       // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY
       if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
           initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
       if (loadFactor <=>0 || Float.isNaN(loadFactor))
           throw new IllegalArgumentException('Illegal load factor: ' +
                                              loadFactor);
       // 找出“大于initialCapacity”的最小的2的幂
       int capacity = 1;
       while (capacity <>
           capacity <=>1;
       // 设置“加载因子”
       this.loadFactor = loadFactor;
       // 设置“HashMap阈值”,当HashMap中存储数据的数量达到threshold时,就需要将HashMap的容量加倍。
       threshold = (int)(capacity * loadFactor);
       // 创建Entry数组,用来保存数据
       table = new Entry[capacity];
       init();
   }
   // 指定“容量大小”的构造函数
   public HashMap(int initialCapacity) {
       this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
   }
   // 默认构造函数。
   public HashMap() {
       // 设置“加载因子”
       this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
       // 设置“HashMap阈值”,当HashMap中存储数据的数量达到threshold时,就需要将HashMap的容量加倍。
       threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
       // 创建Entry数组,用来保存数据
       table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
       init();
   }
   // 包含“子Map”的构造函数
   public HashMap(Map m) {
       this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
                     DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
       // 将m中的全部元素逐个添加到HashMap中
       putAllForCreate(m);
   }
   static int hash(int h) {
       h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
       return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
   }
   // 返回索引值
   // h & (length-1)保证返回值的小于length
   static int indexFor(int h, int length) {
       return h & (length-1);
   }
   public int size() {
       return size;
   }
   public boolean isEmpty() {
       return size == 0;
   }
   // 获取key对应的value
   public V get(Object key) {
       if (key == null)
           return getForNullKey();
       // 获取key的hash值
       int hash = hash(key.hashCode());
       // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
       for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
            e != null;
            e = e.next) {
           Object k;
           if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
               return e.value;
       }
       return null;
   }
   // 获取“key为null”的元素的值
   // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置!
   private V getForNullKey() {
       for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
           if (e.key == null)
               return e.value;
       }
       return null;
   }
   // HashMap是否包含key
   public boolean containsKey(Object key) {
       return getEntry(key) != null;
   }
   // 返回“键为key”的键值对
   final Entry getEntry(Object key) {
       // 获取哈希值
       // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置,“key不为null”的则调用hash()计算哈希值
       int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
       // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
       for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
            e != null;
            e = e.next) {
           Object k;
           if (e.hash == hash &&
               ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
               return e;
       }
       return null;
   }
   // 将“key-value”添加到HashMap中
   public V put(K key, V value) {
       // 若“key为null”,则将该键值对添加到table[0]中。
       if (key == null)
           return putForNullKey(value);
       // 若“key不为null”,则计算该key的哈希值,然后将其添加到该哈希值对应的链表中。
       int hash = hash(key.hashCode());
       int i = indexFor(hash, table.length);
       for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
           Object k;
           // 若“该key”对应的键值对已经存在,则用新的value取代旧的value。然后退出!
           if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
               V oldValue = e.value;
               e.value = value;
               e.recordAccess(this);
               return oldValue;
           }
       }
       // 若“该key”对应的键值对不存在,则将“key-value”添加到table中
       modCount++;
       addEntry(hash, key, value, i);
       return null;
   }
   // putForNullKey()的作用是将“key为null”键值对添加到table[0]位置
   private V putForNullKey(V value) {
       for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
           if (e.key == null) {
               V oldValue = e.value;
               e.value = value;
               e.recordAccess(this);
               return oldValue;
           }
       }
       // 这里的完全不会被执行到!
       modCount++;
       addEntry(0, null, value, 0);
       return null;
   }
   // 创建HashMap对应的“添加方法”,
   // 它和put()不同。putForCreate()是内部方法,它被构造函数等调用,用来创建HashMap
   // 而put()是对外提供的往HashMap中添加元素的方法。
   private void putForCreate(K key, V value) {
       int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
       int i = indexFor(hash, table.length);
       // 若该HashMap表中存在“键值等于key”的元素,则替换该元素的value值
       for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
           Object k;
           if (e.hash == hash &&
               ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
               e.value = value;
               return;
           }
       }
       // 若该HashMap表中不存在“键值等于key”的元素,则将该key-value添加到HashMap中
       createEntry(hash, key, value, i);
   }
   // 将“m”中的全部元素都添加到HashMap中。
   // 该方法被内部的构造HashMap的方法所调用。
   private void putAllForCreate(Map m) {
       // 利用迭代器将元素逐个添加到HashMap中
       for (Iterator> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
           Map.Entry e = i.next();
           putForCreate(e.getKey(), e.getValue());
       }
   }
   // 重新调整HashMap的大小,newCapacity是调整后的单位
   void resize(int newCapacity) {
       Entry[] oldTable = table;
       int oldCapacity = oldTable.length;
       if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
           threshold = Integer.MAX_VALUE;
           return;
       }
       // 新建一个HashMap,将“旧HashMap”的全部元素添加到“新HashMap”中,
       // 然后,将“新HashMap”赋值给“旧HashMap”。
       Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
       transfer(newTable);
       table = newTable;
       threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
   }
   // 将HashMap中的全部元素都添加到newTable中
   void transfer(Entry[] newTable) {
       Entry[] src = table;
       int newCapacity = newTable.length;
       for (int j = 0; j < src.length;="" j++)="">
           Entry e = src[j];
           if (e != null) {
               src[j] = null;
               do {
                   Entry next = e.next;
                   int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                   e.next = newTable[i];
                   newTable[i] = e;
                   e = next;
               } while (e != null);
           }
       }
   }
   // 将'm'的全部元素都添加到HashMap中
   public void putAll(Map m) {
       // 有效性判断
       int numKeysToBeAdded = m.size();
       if (numKeysToBeAdded == 0)
           return;
       // 计算容量是否足够,
       // 若“当前实际容量 <>
       if (numKeysToBeAdded > threshold) {
           int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
           if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
               targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
           int newCapacity = table.length;
           while (newCapacity <>
               newCapacity <=>1;
           if (newCapacity > table.length)
               resize(newCapacity);
       }
       // 通过迭代器,将“m”中的元素逐个添加到HashMap中。
       for (Iterator> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
           Map.Entry e = i.next();
           put(e.getKey(), e.getValue());
       }
   }
   // 删除“键为key”元素
   public V remove(Object key) {
       Entry e = removeEntryForKey(key);
       return (e == null ? null : e.value);
   }
   // 删除“键为key”的元素
   final Entry removeEntryForKey(Object key) {
       // 获取哈希值。若key为null,则哈希值为0;否则调用hash()进行计算
       int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
       int i = indexFor(hash, table.length);
       Entry prev = table[i];
       Entry e = prev;
       // 删除链表中“键为key”的元素
       // 本质是“删除单向链表中的节点”
       while (e != null) {
           Entry next = e.next;
           Object k;
           if (e.hash == hash &&
               ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
               modCount++;
               size--;
               if (prev == e)
                   table[i] = next;
               else
                   prev.next = next;
               e.recordRemoval(this);
               return e;
           }
           prev = e;
           e = next;
       }
       return e;
   }
   // 删除“键值对”
   final Entry removeMapping(Object o) {
       if (!(o instanceof Map.Entry))
           return null;
       Map.Entry entry = (Map.Entry) o;
       Object key = entry.getKey();
       int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
       int i = indexFor(hash, table.length);
       Entry prev = table[i];
       Entry e = prev;
       // 删除链表中的“键值对e”
       // 本质是“删除单向链表中的节点”
       while (e != null) {
           Entry next = e.next;
           if (e.hash == hash && e.equals(entry)) {
               modCount++;
               size--;
               if (prev == e)
                   table[i] = next;
               else
                   prev.next = next;
               e.recordRemoval(this);
               return e;
           }
           prev = e;
           e = next;
       }
       return e;
   }
   // 清空HashMap,将所有的元素设为null
   public void clear() {
       modCount++;
       Entry[] tab = table;
       for (int i = 0; i < tab.length;="">
           tab[i] = null;
       size = 0;
   }
   // 是否包含“值为value”的元素
   public boolean containsValue(Object value) {
   // 若“value为null”,则调用containsNullValue()查找
   if (value == null)
           return containsNullValue();
   // 若“value不为null”,则查找HashMap中是否有值为value的节点。
   Entry[] tab = table;
       for (int i = 0; i < tab.length="" ;="">
           for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
               if (value.equals(e.value))
                   return true;
   return false;
   }
   // 是否包含null值
   private boolean containsNullValue() {
   Entry[] tab = table;
       for (int i = 0; i < tab.length="" ;="">
           for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
               if (e.value == null)
                   return true;
   return false;
   }
   // 克隆一个HashMap,并返回Object对象
   public Object clone() {
       HashMap result = null;
       try {
           result = (HashMap)super.clone();
       } catch (CloneNotSupportedException e) {
           // assert false;
       }
       result.table = new Entry[table.length];
       result.entrySet = null;
       result.modCount = 0;
       result.size = 0;
       result.init();
       // 调用putAllForCreate()将全部元素添加到HashMap中
       result.putAllForCreate(this);
       return result;
   }
   // Entry是单向链表。
   // 它是 “HashMap链式存储法”对应的链表。
   // 它实现了Map.Entry 接口,即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数
   static class EntryK,V> implements Map.EntryK,V> {
       final K key;
       V value;
       // 指向下一个节点
       Entry next;
       final int hash;
       // 构造函数。
       // 输入参数包括'哈希值(h)', '键(k)', '值(v)', '下一节点(n)'
       Entry(int h, K k, V v, Entry n) {
           value = v;
           next = n;
           key = k;
           hash = h;
       }
       public final K getKey() {
           return key;
       }
       public final V getValue() {
           return value;
       }
       public final V setValue(V newValue) {
           V oldValue = value;
           value = newValue;
           return oldValue;
       }
       // 判断两个Entry是否相等
       // 若两个Entry的“key”和“value”都相等,则返回true。
       // 否则,返回false
       public final boolean equals(Object o) {
           if (!(o instanceof Map.Entry))
               return false;
           Map.Entry e = (Map.Entry)o;
           Object k1 = getKey();
           Object k2 = e.getKey();
           if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
               Object v1 = getValue();
               Object v2 = e.getValue();
               if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
                   return true;
           }
           return false;
       }
       // 实现hashCode()
       public final int hashCode() {
           return (key==null   ? 0 : key.hashCode()) ^
                  (value==null ? 0 : value.hashCode());
       }
       public final String toString() {
           return getKey() + '=' + getValue();
       }
       // 当向HashMap中添加元素时,绘调用recordAccess()。
       // 这里不做任何处理
       void recordAccess(HashMap m) {
       }
       // 当从HashMap中删除元素时,绘调用recordRemoval()。
       // 这里不做任何处理
       void recordRemoval(HashMap m) {
       }
   }
   // 新增Entry。将“key-value”插入指定位置,bucketIndex是位置索引。
   void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
       // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
       Entry e = table[bucketIndex];
       // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”,
       // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”
       table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e);
       // 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”,则调整HashMap的大小
       if (size++ >= threshold)
           resize(2 * table.length);
   }
   // 创建Entry。将“key-value”插入指定位置,bucketIndex是位置索引。
   // 它和addEntry的区别是:
   // (01) addEntry()一般用在 新增Entry可能导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。
   //   例如,我们新建一个HashMap,然后不断通过put()向HashMap中添加元素;
   // put()是通过addEntry()新增Entry的。
   //   在这种情况下,我们不知道何时“HashMap的实际容量”会超过“阈值”;
   //   因此,需要调用addEntry()
   // (02) createEntry() 一般用在 新增Entry不会导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。
   //   例如,我们调用HashMap“带有Map”的构造函数,它绘将Map的全部元素添加到HashMap中;
   // 但在添加之前,我们已经计算好“HashMap的容量和阈值”。也就是,可以确定“即使将Map中
   // 的全部元素添加到HashMap中,都不会超过HashMap的阈值”。
   //   此时,调用createEntry()即可。
   void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
       // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
       Entry e = table[bucketIndex];
       // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”,
       // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”
       table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e);
       size++;
   }
   // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出来的父类,实现了公共了函数。
   // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”3个子类。
   private abstract class HashIteratorE> implements IteratorE> {
       // 下一个元素
       Entry next;
       // expectedModCount用于实现fast-fail机制。
       int expectedModCount;
       // 当前索引
       int index;
       // 当前元素
       Entry current;
       HashIterator() {
           expectedModCount = modCount;
           if (size > 0) { // advance to first entry
               Entry[] t = table;
               // 将next指向table中第一个不为null的元素。
               // 这里利用了index的初始值为0,从0开始依次向后遍历,直到找到不为null的元素就退出循环。
               while (index < t.length="" &&="" (next="t[index++])" =="">null)
                   ;
           }
       }
       public final boolean hasNext() {
           return next != null;
       }
       // 获取下一个元素
       final Entry nextEntry() {
           if (modCount != expectedModCount)
               throw new ConcurrentModificationException();
           Entry e = next;
           if (e == null)
               throw new NoSuchElementException();
           // 注意!!!
           // 一个Entry就是一个单向链表
           // 若该Entry的下一个节点不为空,就将next指向下一个节点;
           // 否则,将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。
           if ((next = e.next) == null) {
               Entry[] t = table;
               while (index < t.length="" &&="" (next="t[index++])" =="">null)
                   ;
           }
           current = e;
           return e;
       }
       // 删除当前元素
       public void remove() {
           if (current == null)
               throw new IllegalStateException();
           if (modCount != expectedModCount)
               throw new ConcurrentModificationException();
           Object k = current.key;
           current = null;
           HashMap.this.removeEntryForKey(k);
           expectedModCount = modCount;
       }
   }
   // value的迭代器
   private final class ValueIterator extends HashIteratorV> {
       public V next() {
           return nextEntry().value;
       }
   }
   // key的迭代器
   private final class KeyIterator extends HashIteratorK> {
       public K next() {
           return nextEntry().getKey();
       }
   }
   // Entry的迭代器
   private final class EntryIterator extends HashIteratorMap.EntryK,V>> {
       public Map.Entry next() {
           return nextEntry();
       }
   }
   // 返回一个“key迭代器”
   Iterator newKeyIterator()   {
       return new KeyIterator();
   }
   // 返回一个“value迭代器”
   Iterator newValueIterator()   {
       return new ValueIterator();
   }
   // 返回一个“entry迭代器”
   Iterator<>> newEntryIterator()   {
       return new EntryIterator();
   }
   // HashMap的Entry对应的集合
   private transient Set<>> entrySet = null;
   // 返回“key的集合”,实际上返回一个“KeySet对象”
   public Set keySet() {
       Set ks = keySet;
       return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));
   }
   // Key对应的集合
   // KeySet继承于AbstractSet,说明该集合中没有重复的Key。
   private final class KeySet extends AbstractSetK> {
       public Iterator iterator() {
           return newKeyIterator();
       }
       public int size() {
           return size;
       }
       public boolean contains(Object o) {
           return containsKey(o);
       }
       public boolean remove(Object o) {
           return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
       }
       public void clear() {
           HashMap.this.clear();
       }
   }
   // 返回“value集合”,实际上返回的是一个Values对象
   public Collection values() {
       Collection vs = values;
       return (vs != null ? vs : (values = new Values()));
   }
   // “value集合”
   // Values继承于AbstractCollection,不同于“KeySet继承于AbstractSet”,
   // Values中的元素能够重复。因为不同的key可以指向相同的value。
   private final class Values extends AbstractCollectionV> {
       public Iterator iterator() {
           return newValueIterator();
       }
       public int size() {
           return size;
       }
       public boolean contains(Object o) {
           return containsValue(o);
       }
       public void clear() {
           HashMap.this.clear();
       }
   }
   // 返回“HashMap的Entry集合”
   public Set<>> entrySet() {
       return entrySet0();
   }
   // 返回“HashMap的Entry集合”,它实际是返回一个EntrySet对象
   private Set<>> entrySet0() {
       Set<>> es = entrySet;
       return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
   }
   // EntrySet对应的集合
   // EntrySet继承于AbstractSet,说明该集合中没有重复的EntrySet。
   private final class EntrySet extends AbstractSetMap.EntryK,V>> {
       public Iterator<>> iterator() {
           return newEntryIterator();
       }
       public boolean contains(Object o) {
           if (!(o instanceof Map.Entry))
               return false;
           Map.Entry e = (Map.Entry) o;
           Entry candidate = getEntry(e.getKey());
           return candidate != null && candidate.equals(e);
       }
       public boolean remove(Object o) {
           return removeMapping(o) != null;
       }
       public int size() {
           return size;
       }
       public void clear() {
           HashMap.this.clear();
       }
   }
   // java.io.Serializable的写入函数
   // 将HashMap的“总的容量,实际容量,所有的Entry”都写入到输出流中
   private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
       throws IOException
   
{
       Iterator<>> i =
           (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null;
       // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
       s.defaultWriteObject();
       // Write out number of buckets
       s.writeInt(table.length);
       // Write out size (number of Mappings)
       s.writeInt(size);
       // Write out keys and values (alternating)
       if (i != null) {
           while (i.hasNext()) {
           Map.Entry e = i.next();
           s.writeObject(e.getKey());
           s.writeObject(e.getValue());
           }
       }
   }
   private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
   // java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式读出
   // 将HashMap的“总的容量,实际容量,所有的Entry”依次读出
   private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws IOException, ClassNotFoundException
   
{
       // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
       s.defaultReadObject();
       // Read in number of buckets and allocate the bucket array;
       int numBuckets = s.readInt();
       table = new Entry[numBuckets];
       init();  // Give subclass a chance to do its thing.
       // Read in size (number of Mappings)
       int size = s.readInt();
       // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
       for (int i=0; i
           K key = (K) s.readObject();
           V value = (V) s.readObject();
           putForCreate(key, value);
       }
   }
   // 返回“HashMap总的容量”
   int   capacity()     { return table.length; }
   // 返回“HashMap的加载因子”
   float loadFactor()   { return loadFactor;   }
}

说明:

在详细介绍HashMap的代码之前,我们需要了解:HashMap就是一个散列表,它是通过“拉链法”解决哈希冲突的。
还需要再补充说明的一点是影响HashMap性能的有两个参数:初始容量(initialCapacity) 和加载因子(loadFactor)。容量 是哈希表中桶的数量,初始容量只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时,则要对该哈希表进行 rehash 操作(即重建内部数据结构),从而哈希表将具有大约两倍的桶数。

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