JDK1.8后，HashMap的底层实现由“数组+链表”转换成了“Node【】数组+链表+红黑树的形式”。
HashMap中的几个关键点
1.转为红黑树后，链表的结构依然存在，通过next属性维持。
2.红黑树中，叶子结点也可能有next结点。
3.进行红黑树查找时，会反复判断hash值和key值，如果小于则向左遍历，大于向右遍历。
4.红黑树中有一个dir属性（int），存储的值表明向左还是向右遍历。
HashMap中的hash值计算
在HashMap中，hash值的计算是通过得到key.hashcode并与其自身高16位进行计算得到。这样的话，可以使数据分布均匀，当我们使用hash算法时，可以很快得到我们想要的位置索引。并且，进行位运算的效率高于进行模运算的效率。
static final int hash(Object key) {
int h；
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
int n = tab.length;
int index = (n – 1) & hash;
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HashMap的get方法
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n – 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)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;
}
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HashMap查找数组索引时，会首先判断头结点的hash值和key值与目标结点是否匹配，匹配则返回。否则向下遍历，遍历过程中会判断下一个结点是红黑树（调用getTreeNode）还是链表。并比较hash值和key值，匹配则返回，否则返回null。
HashMap的find方法
final TreeNode<K,V> find(int h, Object k, Class<?> kc) {
TreeNode<K,V> p = this;
do {
int ph, dir; K pk;
TreeNode<K,V> pl = p.left, pr = p.right, q;
if ((ph = p.hash) > h)
p = pl;
else if (ph < h)
p = pr;
else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk)))
return p;
else if (pl == null)
p = pr;
else if (pr == null)
p = pl;
else if ((kc != null ||
(kc = comparableClassFor(k)) != null) &&
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) != 0)//k<pk则dir<0, k>pk则dir>0
p = (dir < 0) ? pl : pr;
else if ((q = pr.find(h, k, kc)) != null)
return q;
else
p = pl;
} while (p != null);
return null;
}
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首先将调用此方法的节点进行赋值，在该方法中，通过比较目标结点与该结点的hash值选择向左或者向右遍历。如果传入的key的类实现了Comparable接口，则可通过compareComparables方法进行比较赋值给dir，并判断dir的大小进行向左或者向右遍历。
HashMap的put方法
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n – 1) & hash]) == null)
tab = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD – 1)
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
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通过hash值获得索引，首先将索引位置的结点赋值给p，并判断头结点是否为null，为null则创建一个新的结点。如果不为null，则判断p结点（暂时为头结点）的hash值和key值是否与传入的值匹配，匹配则将p结点赋值给e；是红黑树则调用putTreeVal方法；没有匹配上的话，则遍历该链表。如果p.next为null，则创建一个新的结点。在创建结点后，会判断节点数是否超过8个，超过8个转换成红黑树。在遍历链表后，匹配上的话结束循环，并讲p指向下一个结点。
HashMap的putTreeVal方法
final TreeNode<K,V> putTreeVal(HashMap<K,V> map, Node<K,V>[] tab,
int h, K k, V v) {
Class<?> kc = null;
boolean searched = false;
TreeNode<K,V> root = (parent != null) ? root() : this;
for (TreeNode<K,V> p = root;;) {
int dir, ph; K pk;
if ((ph = p.hash) > h)
dir = -1;
else if (ph < h)
dir = 1;
else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk)))
return p;
else if ((kc == null &&
(kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) {
if (!searched) {
TreeNode<K,V> q, ch;
searched = true;
if (((ch = p.left) != null &&
(q = ch.find(h, k, kc)) != null) ||
((ch = p.right) != null &&
(q = ch.find(h, k, kc)) != null))
return q;
}
dir = tieBreakOrder(k, pk);
}
TreeNode<K,V> xp = p;
if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
Node<K,V> xpn = xp.next;
TreeNode<K,V> x = map.newTreeNode(h, k, v, xpn);
if (dir <= 0)
xp.left = x;
else
xp.right = x;
xp.next = x;
x.parent = x.prev = xp;
if (xpn != null)
((TreeNode<K,V>)xpn).prev = x;
moveRootToFront(tab, balanceInsertion(root, x));
return null;
}
}
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首先查找根结点，并复制给p（索引位置头结点，不一定是根结点）。
遍历红黑树，传入的hash值小于p.hash则向左遍历，否则向右遍历。
传入的hash和key值匹配p的话，返回p。
如果传入的key的类没有实现comparable接口，或者k和p的key值相等。
第一次可以进入，并调用p的左或者右结点的find方法，如果找到返回。
否则调用tieBreakOrder方法判断向左还是向右遍历。
接着继续向左或者向右遍历，当p为null时，放入该新结点。并进行平衡性调整。
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作者：qq_38256015
来源：CSDN
原文：blog.csdn.net/qq_38256015…
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