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HashMap添加一个键值对的过程

流程图如下:

HashMap添加一个键值对的过程

1.初始化table

判断table是否为空或为null,否则执行resize()方法(resize方法一般是扩容时调用,也可以调用来初始化table)。

2.计算hash值

根据键值key计算hash值。(因为hashCode是一个int类型的变量,是4字节,32位,所以这里会将hashCode的低16位与高16位进行一个异或运算,来保留高位的特征,以便于得到的hash值更加均匀分布)

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

3.插入或更新节点

根据(n – 1) & hash计算得到插入的数组下标i,然后进行判断

table[i]==null

那么说明当前数组下标下,没有hash冲突的元素,直接新建节点添加。

table[i].hash == hash &&(table[i]== key || (key != null && key.equals(table[i].key)))

判断table[i]的首个元素是否和key一样,如果相同直接更新value。

table[i] instanceof TreeNode

判断table[i] 是否为treeNode,即table[i] 是否是红黑树,如果是红黑树,则直接在树中插入键值对。

其他情况

上面的判断条件都不满足,说明table[i]存储的是一个链表,那么遍历链表,判断是否存在已有元素的key与插入键值对的key相等,如果是,那么更新value,如果没有,那么在链表末尾插入一个新节点。插入之后判断链表长度是否大于8,大于8的话把链表转换为红黑树。

4.扩容

插入成功后,判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold(一般是数组长度*负载因子0.75),如果超过,进行扩容。

源代码如下:

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    // tab为空则创建 
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    // 计算index,并对null做处理  
    // (n - 1) & hash 确定元素存放在哪个桶中,桶为空,新生成结点放入桶中(此时,这个结点是放在数组中)
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    // 桶中已经存在元素
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        // 节点key存在,直接覆盖value 
        // 比较桶中第一个元素(数组中的结点)的hash值相等,key相等
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                // 将第一个元素赋值给e,用e来记录
                e = p;
        // 判断该链为红黑树 
        // hash值不相等,即key不相等;为红黑树结点
        else if (p instanceof TreeNode)
            // 放入树中
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        // 该链为链表 
        // 为链表结点
        else {
            // 在链表最末插入结点
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                // 到达链表的尾部
                if ((e = p.next) == null) {
                    // 在尾部插入新结点
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 结点数量达到阈值,转化为红黑树
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    // 跳出循环
                    break;
                }
                // 判断链表中结点的key值与插入的元素的key值是否相等
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    // 相等,跳出循环
                    break;
                // 用于遍历桶中的链表,与前面的e = p.next组合,可以遍历链表
                p = e;
            }
        }
        // 表示在桶中找到key值、hash值与插入元素相等的结点
        if (e != null) { 
            // 记录e的value
            V oldValue = e.value;
            // onlyIfAbsent为false或者旧值为null
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                //用新值替换旧值
                e.value = value;
            // 访问后回调
            afterNodeAccess(e);
            // 返回旧值
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    // 超过最大容量 就扩容 
    // 实际大小大于阈值则扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    // 插入后回调
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

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