HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
從上圖中可以很清楚的看到椰苟，HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組+鏈表+紅黑樹（紅黑樹since JDK1.8）宾抓。我們常把數(shù)組中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為一個(gè)桶碌更。當(dāng)向桶中添加一個(gè)鍵值對(duì)時(shí)，首先計(jì)算鍵值對(duì)中key的hash值洞慎，以此確定插入數(shù)組中的位置痛单，但是可能存在同一hash值的元素已經(jīng)被放在數(shù)組同一位置了，這種現(xiàn)象稱為碰撞劲腿，這時(shí)按照尾插法(jdk1.7及以前為頭插法)的方式添加key-value到同一hash值的元素的后面旭绒，鏈表就這樣形成了。當(dāng)鏈表長(zhǎng)度超過(guò)8(TREEIFY_THRESHOLD)時(shí)焦人，鏈表就轉(zhuǎn)換為紅黑樹挥吵。
HashMap是Map接口基于哈希表的實(shí)現(xiàn)。這種實(shí)現(xiàn)提供了所有可選的Map操作花椭，并允許key和value為null（除了HashMap是unsynchronized的和允許使用null外忽匈，HashMap和HashTable大致相同。）矿辽。此類不保證映射的順序丹允，特別是它不保證該順序恒久不變。
此實(shí)現(xiàn)假設(shè)哈希函數(shù)在桶內(nèi)適當(dāng)?shù)胤植荚卮螅瑸榛緦?shí)現(xiàn)(get 和 put)提供了穩(wěn)定的性能雕蔽。迭代 collection 視圖所需的時(shí)間與 HashMap 實(shí)例的“容量”（桶的數(shù)量）及其大小（鍵-值映射關(guān)系數(shù)）成比例宾娜。如果遍歷操作很重要批狐，就不要把初始化容量initial capacity設(shè)置得太高（或?qū)⒓虞d因子load factor設(shè)置得太低），否則會(huì)嚴(yán)重降低遍歷的效率前塔。
HashMap有兩個(gè)影響性能的重要參數(shù)：初始化容量initial capacity嚣艇、加載因子load factor。容量是哈希表中桶的數(shù)量华弓，初始容量只是哈希表在創(chuàng)建時(shí)的容量食零。加載因子是哈希表在其容量自動(dòng)增加之前可以達(dá)到多滿的一種尺度。initial capacityload factor就是當(dāng)前允許的最大元素?cái)?shù)目该抒，超過(guò)initial capacityload factor之后慌洪，HashMap就會(huì)進(jìn)行rehashed操作來(lái)進(jìn)行擴(kuò)容顶燕，擴(kuò)容后的的容量為之前的兩倍。
通常冈爹，默認(rèn)加載因子 (0.75) 在時(shí)間和空間成本上尋求一種折衷涌攻。加載因子過(guò)高雖然減少了空間開(kāi)銷，但同時(shí)也增加了查詢成本（在大多數(shù) HashMap類的操作中频伤，包括 get 和 put 操作恳谎，都反映了這一點(diǎn)）。在設(shè)置初始容量時(shí)應(yīng)該考慮到映射中所需的條目數(shù)及其加載因子憋肖，以便最大限度地減少rehash操作次數(shù)因痛。如果初始容量大于最大條目數(shù)除以加載因子，則不會(huì)發(fā)生rehash 操作岸更。
如果很多映射關(guān)系要存儲(chǔ)在 HashMap 實(shí)例中鸵膏，則相對(duì)于按需執(zhí)行自動(dòng)的 rehash 操作以增大表的容量來(lái)說(shuō)，使用足夠大的初始容量創(chuàng)建它將使得映射關(guān)系能更有效地存儲(chǔ)怎炊。
注意谭企，此實(shí)現(xiàn)不是同步的。如果多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)哈希映射评肆，而其中至少一個(gè)線程從結(jié)構(gòu)上修改了該映射债查，則它必須保持外部同步。（結(jié)構(gòu)上的修改是指添加或刪除一個(gè)或多個(gè)映射關(guān)系的任何操作瓜挽；僅改變與實(shí)例已經(jīng)包含的鍵關(guān)聯(lián)的值不是結(jié)構(gòu)上的修改盹廷。）這一般通過(guò)對(duì)自然封裝該映射的對(duì)象進(jìn)行同步操作來(lái)完成。如果不存在這樣的對(duì)象久橙，則應(yīng)該使用 Collections.synchronizedMap 方法來(lái)“包裝”該映射俄占。最好在創(chuàng)建時(shí)完成這一操作，以防止對(duì)映射進(jìn)行意外的非同步訪問(wèn)剥汤，如下所示：
Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(…));
由所有此類的“collection 視圖方法”所返回的迭代器都是fail-fast 的：在迭代器創(chuàng)建之后颠放，如果從結(jié)構(gòu)上對(duì)映射進(jìn)行修改，除非通過(guò)迭代器本身的remove方法吭敢，其他任何時(shí)間任何方式的修改，迭代器都將拋出 ConcurrentModificationException暮芭。因此鹿驼，面對(duì)并發(fā)的修改，迭代器很快就會(huì)完全失敗辕宏，而不冒在將來(lái)不確定的時(shí)間發(fā)生任意不確定行為的風(fēng)險(xiǎn)畜晰。
注意，迭代器的快速失敗行為不能得到保證瑞筐，一般來(lái)說(shuō)凄鼻，存在非同步的并發(fā)修改時(shí)，不可能作出任何堅(jiān)決的保證】榘觯快速失敗迭代器盡最大努力拋出 ConcurrentModificationException闰非。因此，編寫依賴于此異常的程序的做法是錯(cuò)誤的峭范，正確做法是：迭代器的快速失敗行為應(yīng)該僅用于檢測(cè)bug财松。
此類是 Java Collections Framework 的成員。
靜態(tài)全局變量
/**
* 默認(rèn)初始化容量纱控，值為16
* 必須是2的n次冪.
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
/**
* 最大容量, 容量不能超出這個(gè)值辆毡。如果一個(gè)更大的初始化容量在構(gòu)造函數(shù)中被指定，將被MAXIMUM_CAPACITY替換.
* 必須是2的倍數(shù)甜害。最大容量為1<<30舶掖，即2的30次方。
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* 默認(rèn)的加載因子尔店。
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
* 將鏈表轉(zhuǎn)化為紅黑樹的臨界值访锻。
* 當(dāng)添加一個(gè)元素被添加到有至少TREEIFY_THRESHOLD個(gè)節(jié)點(diǎn)的桶中，桶中鏈表將被轉(zhuǎn)化為樹形結(jié)構(gòu)闹获。
* 臨界值最小為8
*/
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
/**
* 恢復(fù)成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的桶大小臨界值
* 小于TREEIFY_THRESHOLD期犬，臨界值最大為6
*/
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
/**
* 桶可能被轉(zhuǎn)化為樹形結(jié)構(gòu)的最小容量。當(dāng)哈希表的大小超過(guò)這個(gè)閾值避诽，才會(huì)把鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成樹型結(jié)構(gòu)龟虎，否則僅采取擴(kuò)容來(lái)嘗試減少?zèng)_突。
* 應(yīng)該至少4*TREEIFY_THRESHOLD來(lái)避免擴(kuò)容和樹形結(jié)構(gòu)化之間的沖突沙庐。
*/
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
Node內(nèi)部類
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
}
TreeNode內(nèi)部類
// 位于HashMap中
static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
TreeNode<K,V> parent; // red-black tree links
TreeNode<K,V> left;
TreeNode<K,V> right;
TreeNode<K,V> prev; // needed to unlink next upon deletion
boolean red;
}
// 位于LinkedHashMap中鲤妥，典型的雙向鏈表節(jié)點(diǎn)
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
HashMap(int initialCapacity)構(gòu)造方法
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
// 檢查傳入的初始容量是否合法
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
// 檢查裝載因子是否合法
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
// 計(jì)算擴(kuò)容門檻
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
static final int tableSizeFor(int cap) {
// 擴(kuò)容門檻為傳入的初始容量往上取最近的2的n次方
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
put(K key, V value)方法
public V put(K key, V value) {
// 調(diào)用hash(key)計(jì)算出key的hash值
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
static final int hash(Object key) {
int h;
// 如果key為null，則hash值為0拱雏，否則調(diào)用key的hashCode()方法
// 并讓高16位與整個(gè)hash異或棉安，這樣做是為了使計(jì)算出的hash更分散
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K, V>[] tab;
Node<K, V> p;
int n, i;
// 如果桶的數(shù)量為0，則初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
// 調(diào)用resize()初始化
n = (tab = resize()).length;
// (n - 1) & hash 計(jì)算元素在哪個(gè)桶中
// 如果這個(gè)桶中還沒(méi)有元素铸抑，則把這個(gè)元素放在桶中的第一個(gè)位置
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// 新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)放在桶中
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
// 如果桶中已經(jīng)有元素存在了
Node<K, V> e;
K k;
// 如果桶中第一個(gè)元素的key與待插入元素的key相同贡耽，保存到e中用于后續(xù)修改value值
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
// 如果第一個(gè)元素是樹節(jié)點(diǎn)，則調(diào)用樹節(jié)點(diǎn)的putTreeVal插入元素
e = ((TreeNode<K, V>) p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
// 遍歷這個(gè)桶對(duì)應(yīng)的鏈表鹊汛，binCount用于存儲(chǔ)鏈表中元素的個(gè)數(shù)
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 如果鏈表遍歷完了都沒(méi)有找到相同key的元素蒲赂，說(shuō)明該key對(duì)應(yīng)的元素不存在，則在鏈表最后插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 如果插入新節(jié)點(diǎn)后鏈表長(zhǎng)度大于8刁憋，則判斷是否需要樹化滥嘴，因?yàn)榈谝粋€(gè)元素沒(méi)有加到binCount中，所以這里-1
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
// 如果待插入的key在鏈表中找到了至耻，則退出循環(huán)
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
// 如果找到了對(duì)應(yīng)key的元素
if (e != null) { // existing mapping for key
// 記錄下舊值
V oldValue = e.value;
// 判斷是否需要替換舊值
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
// 替換舊值為新值
e.value = value;
// 在節(jié)點(diǎn)被訪問(wèn)后做點(diǎn)什么事若皱，在LinkedHashMap中用到
afterNodeAccess(e);
// 返回舊值
return oldValue;
}
}
// 到這里了說(shuō)明沒(méi)有找到元素
// 修改次數(shù)加1
++modCount;
// 元素?cái)?shù)量加1镊叁，判斷是否需要擴(kuò)容
if (++size > threshold)
// 擴(kuò)容
resize();
// 在節(jié)點(diǎn)插入后做點(diǎn)什么事，在LinkedHashMap中用到
afterNodeInsertion(evict);
// 沒(méi)找到元素返回null
return null;
}
（1）計(jì)算key的hash值走触；
（2）如果桶（數(shù)組）數(shù)量為0晦譬，則初始化桶；
（3）如果key所在的桶沒(méi)有元素饺汹，則直接插入蛔添；
（4）如果key所在的桶中的第一個(gè)元素的key與待插入的key相同，說(shuō)明找到了元素兜辞，轉(zhuǎn)后續(xù)流程（9）處理迎瞧；
（5）如果第一個(gè)元素是樹節(jié)點(diǎn)，則調(diào)用樹節(jié)點(diǎn)的putTreeVal()尋找元素或插入樹節(jié)點(diǎn)逸吵；
（6）如果不是以上三種情況凶硅，則遍歷桶對(duì)應(yīng)的鏈表查找key是否存在于鏈表中；
（7）如果找到了對(duì)應(yīng)key的元素扫皱，則轉(zhuǎn)后續(xù)流程（9）處理足绅；
（8）如果沒(méi)找到對(duì)應(yīng)key的元素，則在鏈表最后插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)并判斷是否需要樹化韩脑；
（9）如果找到了對(duì)應(yīng)key的元素氢妈，則判斷是否需要替換舊值，并直接返回舊值段多；
（10）如果插入了元素首量，則數(shù)量加1并判斷是否需要擴(kuò)容；
resize()方法
final Node<K, V>[] resize() {
// 舊數(shù)組
Node<K, V>[] oldTab = table;
// 舊容量
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 舊擴(kuò)容門檻
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
// 如果舊容量達(dá)到了最大容量进苍，則不再進(jìn)行擴(kuò)容
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
} else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 如果舊容量的兩倍小于最大容量并且舊容量大于默認(rèn)初始容量（16）加缘，則容量擴(kuò)大為兩部，擴(kuò)容門檻也擴(kuò)大為兩倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
} else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
// 使用非默認(rèn)構(gòu)造方法創(chuàng)建的map觉啊，第一次插入元素會(huì)走到這里
// 如果舊容量為0且舊擴(kuò)容門檻大于0拣宏，則把新容量賦值為舊門檻
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
// 調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造方法創(chuàng)建的map，第一次插入元素會(huì)走到這里
// 如果舊容量舊擴(kuò)容門檻都是0杠人，說(shuō)明還未初始化過(guò)勋乾，則初始化容量為默認(rèn)容量，擴(kuò)容門檻為默認(rèn)容量*默認(rèn)裝載因子
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int) (DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
// 如果新擴(kuò)容門檻為0搜吧，則計(jì)算為容量*裝載因子市俊，但不能超過(guò)最大容量
float ft = (float) newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float) MAXIMUM_CAPACITY ?
(int) ft : Integer.MAX_VALUE);
}
// 賦值擴(kuò)容門檻為新門檻
threshold = newThr;
// 新建一個(gè)新容量的數(shù)組
@SuppressWarnings({"rawtypes", "unchecked"})
Node<K, V>[] newTab = (Node<K, V>[]) new Node[newCap];
// 把桶賦值為新數(shù)組
table = newTab;
// 如果舊數(shù)組不為空，則搬移元素
if (oldTab != null) {
// 遍歷舊數(shù)組
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K, V> e;
// 如果桶中第一個(gè)元素不為空滤奈，賦值給e
if ((e = oldTab[j]) != null) {
// 清空舊桶，便于GC回收
oldTab[j] = null;
// 如果這個(gè)桶中只有一個(gè)元素撩满，則計(jì)算它在新桶中的位置并把它搬移到新桶中
// 因?yàn)槊看味紨U(kuò)容兩倍蜒程，所以這里的第一個(gè)元素搬移到新桶的時(shí)候新桶肯定還沒(méi)有元素
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
// 如果第一個(gè)元素是樹節(jié)點(diǎn)，則把這顆樹打散成兩顆樹插入到新桶中去
((TreeNode<K, V>) e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
// 如果這個(gè)鏈表不止一個(gè)元素且不是一顆樹
// 則分化成兩個(gè)鏈表插入到新的桶中去
// 比如，假如原來(lái)容量為4庇谆，3幔翰、7、11领炫、15這四個(gè)元素都在三號(hào)桶中
// 現(xiàn)在擴(kuò)容到8偶垮，則3和11還是在三號(hào)桶，7和15要搬移到七號(hào)桶中去
// 也就是分化成了兩個(gè)鏈表
Node<K, V> loHead = null, loTail = null;
Node<K, V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K, V> next;
do {
next = e.next;
// (e.hash & oldCap) == 0的元素放在低位鏈表中
// 比如帝洪，3 & 4 == 0
// 注意：不是(e.hash & (oldCap-1));而是(e.hash & oldCap)
// (e.hash & oldCap) 得到的是 元素的在數(shù)組中的位置是否需要移動(dòng),示例如下
// 示例1：
// e.hash=10 0000 1010
// oldCap=16 0001 0000
// & =0 0000 0000 比較高位的第一位 0
//結(jié)論：元素位置在擴(kuò)容后數(shù)組中的位置沒(méi)有發(fā)生改變
// 示例2：
// e.hash=17 0001 0001
// oldCap=16 0001 0000
// & =1 0001 0000 比較高位的第一位 1
//結(jié)論：元素位置在擴(kuò)容后數(shù)組中的位置發(fā)生了改變似舵，新的下標(biāo)位置是原下標(biāo)位置+原數(shù)組長(zhǎng)度
// (e.hash & (oldCap-1)) 得到的是下標(biāo)位置,示例如下
// e.hash=10 0000 1010
// oldCap-1=15 0000 1111
// & =10 0000 1010
// e.hash=17 0001 0001
// oldCap-1=15 0000 1111
// & =1 0000 0001
//新下標(biāo)位置
// e.hash=17 0001 0001
// newCap-1=31 0001 1111 newCap=32
// & =17 0001 0001 1+oldCap = 1+16
//元素在重新計(jì)算hash之后，因?yàn)閚變?yōu)?倍葱峡，那么n-1的mask范圍在高位多1bit(紅色)砚哗，因此新的index就會(huì)發(fā)生這樣的變化：
// 0000 0001->0001 0001
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
} else {
// (e.hash & oldCap) != 0的元素放在高位鏈表中
// 比如，7 & 4 != 0
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
// 遍歷完成分化成兩個(gè)鏈表了
// 低位鏈表在新桶中的位置與舊桶一樣（即3和11還在三號(hào)桶中）
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
// 高位鏈表在新桶中的位置正好是原來(lái)的位置加上舊容量（即7和15搬移到七號(hào)桶了）
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
（1）如果使用是默認(rèn)構(gòu)造方法砰奕，則第一次插入元素時(shí)初始化為默認(rèn)值蛛芥，容量為16，擴(kuò)容門檻為12军援；
（2）如果使用的是非默認(rèn)構(gòu)造方法仅淑，則第一次插入元素時(shí)初始化容量等于擴(kuò)容門檻，擴(kuò)容門檻在構(gòu)造方法里等于傳入容量向上最近的2的n次方胸哥；
（3）如果舊容量大于0涯竟，則新容量等于舊容量的2倍，但不超過(guò)最大容量2的30次方烘嘱，新擴(kuò)容門檻為舊擴(kuò)容門檻的2倍昆禽；
（4）創(chuàng)建一個(gè)新容量的桶；
（5）搬移元素蝇庭，原鏈表分化成兩個(gè)鏈表醉鳖，低位鏈表存儲(chǔ)在原來(lái)桶的位置，高位鏈表搬移到原來(lái)桶的位置加舊容量的位置哮内；
TreeNode.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;
// 標(biāo)記是否找到這個(gè)key的節(jié)點(diǎn)
boolean searched = false;
// 找到樹的根節(jié)點(diǎn)
TreeNode<K, V> root = (parent != null) ? root() : this;
// 從樹的根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷
for (TreeNode<K, V> p = root; ; ) {
// dir=direction盗棵，標(biāo)記是在左邊還是右邊
// ph=p.hash，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的hash值
int dir, ph;
// pk=p.key北发，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的key值
K pk;
if ((ph = p.hash) > h) {
// 當(dāng)前hash比目標(biāo)hash大纹因，說(shuō)明在左邊
dir = -1;
}
else if (ph < h)
// 當(dāng)前hash比目標(biāo)hash小，說(shuō)明在右邊
dir = 1;
else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk)))
// 兩者h(yuǎn)ash相同且key相等琳拨，說(shuō)明找到了節(jié)點(diǎn)瞭恰，直接返回該節(jié)點(diǎn)
// 回到putVal()中判斷是否需要修改其value值
return p;
else if ((kc == null &&
// 如果k是Comparable的子類則返回其真實(shí)的類，否則返回null
(kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
// 如果k和pk不是同樣的類型則返回0狱庇，否則返回兩者比較的結(jié)果
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) {
// 這個(gè)條件表示兩者h(yuǎn)ash相同但是其中一個(gè)不是Comparable類型或者兩者類型不同
// 比如key是Object類型惊畏，這時(shí)可以傳String也可以傳Integer恶耽，兩者h(yuǎn)ash值可能相同
// 在紅黑樹中把同樣hash值的元素存儲(chǔ)在同一顆子樹，這里相當(dāng)于找到了這顆子樹的頂點(diǎn)
// 從這個(gè)頂點(diǎn)分別遍歷其左右子樹去尋找有沒(méi)有跟待插入的key相同的元素
if (!searched) {
TreeNode<K, V> q, ch;
searched = true;
// 遍歷左右子樹找到了直接返回
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;
}
// 如果兩者類型相同颜启，再根據(jù)它們的內(nèi)存地址計(jì)算hash值進(jìn)行比較
dir = tieBreakOrder(k, pk);
}
TreeNode<K, V> xp = p;
if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
// 如果最后確實(shí)沒(méi)找到對(duì)應(yīng)key的元素偷俭，則新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)
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;
// 插入樹節(jié)點(diǎn)后平衡
// 把root節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到鏈表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
moveRootToFront(tab, balanceInsertion(root, x));
return null;
}
}
}
（1）尋找根節(jié)點(diǎn)；
（2）從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始查找缰盏；
（3）比較hash值及key值涌萤，如果都相同，直接返回口猜，在putVal()方法中決定是否要替換value值负溪；
（4）根據(jù)hash值及key值確定在樹的左子樹還是右子樹查找，找到了直接返回暮的；
（5）如果最后沒(méi)有找到則在樹的相應(yīng)位置插入元素笙以，并做平衡；
treeifyBin()方法
final void treeifyBin(Node<K, V>[] tab, int hash) {
int n, index;
Node<K, V> e;
if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
// 如果桶數(shù)量小于64冻辩，直接擴(kuò)容而不用樹化
// 因?yàn)閿U(kuò)容之后猖腕，鏈表會(huì)分化成兩個(gè)鏈表，達(dá)到減少元素的作用
// 當(dāng)然也不一定恨闪，比如容量為4倘感，里面存的全是除以4余數(shù)等于3的元素
// 這樣即使擴(kuò)容也無(wú)法減少鏈表的長(zhǎng)度
resize();
else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
TreeNode<K, V> hd = null, tl = null;
// 把所有節(jié)點(diǎn)換成樹節(jié)點(diǎn)
do {
TreeNode<K, V> p = replacementTreeNode(e, null);
if (tl == null)
hd = p;
else {
p.prev = tl;
tl.next = p;
}
tl = p;
} while ((e = e.next) != null);
// 如果進(jìn)入過(guò)上面的循環(huán)，則從頭節(jié)點(diǎn)開(kāi)始樹化
if ((tab[index] = hd) != null)
hd.treeify(tab);
}
}
TreeNode.treeify()方法
final void treeify(Node<K, V>[] tab) {
TreeNode<K, V> root = null;
for (TreeNode<K, V> x = this, next; x != null; x = next) {
next = (TreeNode<K, V>) x.next;
x.left = x.right = null;
// 第一個(gè)元素作為根節(jié)點(diǎn)且為黑節(jié)點(diǎn)咙咽，其它元素依次插入到樹中再做平衡
if (root == null) {
x.parent = null;
x.red = false;
root = x;
} else {
K k = x.key;
int h = x.hash;
Class<?> kc = null;
// 從根節(jié)點(diǎn)查找元素插入的位置
for (TreeNode<K, V> p = root; ; ) {
int dir, ph;
K pk = p.key;
if ((ph = p.hash) > h)
dir = -1;
else if (ph < h)
dir = 1;
else if ((kc == null &&
(kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0)
dir = tieBreakOrder(k, pk);
// 如果最后沒(méi)找到元素老玛，則插入
TreeNode<K, V> xp = p;
if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
x.parent = xp;
if (dir <= 0)
xp.left = x;
else
xp.right = x;
// 插入后平衡，默認(rèn)插入的是紅節(jié)點(diǎn)钧敞，在balanceInsertion()方法里
root = balanceInsertion(root, x);
break;
}
}
}
}
// 把根節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到鏈表的頭節(jié)點(diǎn)蜡豹，因?yàn)榻?jīng)過(guò)平衡之后原來(lái)的第一個(gè)元素不一定是根節(jié)點(diǎn)了
moveRootToFront(tab, root);
}
（1）從鏈表的第一個(gè)元素開(kāi)始遍歷；
（2）將第一個(gè)元素作為根節(jié)點(diǎn)溉苛；
（3）其它元素依次插入到紅黑樹中镜廉，再做平衡；
（4）將根節(jié)點(diǎn)移到鏈表第一元素的位置（因?yàn)槠胶獾臅r(shí)候根節(jié)點(diǎn)會(huì)改變）愚战；
get(Object key)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;
// 如果桶的數(shù)量大于0并且待查找的key所在的桶的第一個(gè)元素不為空
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// 檢查第一個(gè)元素是不是要查的元素娇唯，如果是直接返回
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
// 如果第一個(gè)元素是樹節(jié)點(diǎn)，則按樹的方式查找
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K, V>) first).getTreeNode(hash, key);
// 否則就遍歷整個(gè)鏈表查找該元素
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
（1）計(jì)算key的hash值寂玲；
（2）找到key所在的桶及其第一個(gè)元素塔插；
（3）如果第一個(gè)元素的key等于待查找的key，直接返回拓哟；
（4）如果第一個(gè)元素是樹節(jié)點(diǎn)就按樹的方式來(lái)查找想许，否則按鏈表方式查找；
TreeNode.getTreeNode(int h, Object k)方法
final TreeNode<K, V> getTreeNode(int h, Object k) {
// 從樹的根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始查找
return ((parent != null) ? root() : this).find(h, k, null);
}
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)
// 左子樹
p = pl;
else if (ph < h)
// 右子樹
p = pr;
else if ((pk = p.key) == k || (k != null && k.equals(pk)))
// 找到了直接返回
return p;
else if (pl == null)
// hash相同但key不同，左子樹為空查右子樹
p = pr;
else if (pr == null)
// 右子樹為空查左子樹
p = pl;
else if ((kc != null ||
(kc = comparableClassFor(k)) != null) &&
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) != 0)
// 通過(guò)compare方法比較key值的大小決定使用左子樹還是右子樹
p = (dir < 0) ? pl : pr;
else if ((q = pr.find(h, k, kc)) != null)
// 如果以上條件都不通過(guò)伸刃，則嘗試在右子樹查找
return q;
else
// 都沒(méi)找到就在左子樹查找
p = pl;
} while (p != null);
return null;
}
經(jīng)典二叉查找樹的查找過(guò)程谎砾，先根據(jù)hash值比較逢倍，再根據(jù)key值比較決定是查左子樹還是右子樹。
remove(Object key)方法
public V remove(Object key) {
Node<K, V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
final Node<K, V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K, V>[] tab;
Node<K, V> p;
int n, index;
// 如果桶的數(shù)量大于0且待刪除的元素所在的桶的第一個(gè)元素不為空
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K, V> node = null, e;
K k;
V v;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 如果第一個(gè)元素正好就是要找的元素较雕，賦值給node變量后續(xù)刪除使用
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
if (p instanceof TreeNode)
// 如果第一個(gè)元素是樹節(jié)點(diǎn)碉哑，則以樹的方式查找節(jié)點(diǎn)
node = ((TreeNode<K, V>) p).getTreeNode(hash, key);
else {
// 否則遍歷整個(gè)鏈表查找元素
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
// 如果找到了元素趁怔，則看參數(shù)是否需要匹配value值，如果不需要匹配直接刪除，如果需要匹配則看value值是否與傳入的value相等
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
// 如果是樹節(jié)點(diǎn)，調(diào)用樹的刪除方法（以node調(diào)用的桶雀，是刪除自己）
((TreeNode<K, V>) node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
// 如果待刪除的元素是第一個(gè)元素棘捣，則把第二個(gè)元素移到第一的位置
tab[index] = node.next;
else
// 否則刪除node節(jié)點(diǎn)
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
// 刪除節(jié)點(diǎn)后置處理
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
（1）先查找元素所在的節(jié)點(diǎn)评疗；
（2）如果找到的節(jié)點(diǎn)是樹節(jié)點(diǎn)加匈，則按樹的移除節(jié)點(diǎn)處理；
（3）如果找到的節(jié)點(diǎn)是桶中的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，則把第二個(gè)節(jié)點(diǎn)移到第一的位置；
（4）否則按鏈表刪除節(jié)點(diǎn)處理褂痰；
（5）修改size谍憔，調(diào)用移除節(jié)點(diǎn)后置處理等习贫；
TreeNode.removeTreeNode(…)方法
final void removeTreeNode(HashMap<K, V> map, Node<K, V>[] tab,
boolean movable) {
int n;
// 如果桶的數(shù)量為0直接返回
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
return;
// 節(jié)點(diǎn)在桶中的索引
int index = (n - 1) & hash;
// 第一個(gè)節(jié)點(diǎn)逛球，根節(jié)點(diǎn)，根左子節(jié)點(diǎn)
TreeNode<K, V> first = (TreeNode<K, V>) tab[index], root = first, rl;
// 后繼節(jié)點(diǎn)苫昌，前置節(jié)點(diǎn)
TreeNode<K, V> succ = (TreeNode<K, V>) next, pred = prev;
if (pred == null)
// 如果前置節(jié)點(diǎn)為空颤绕，說(shuō)明當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)，則把后繼節(jié)點(diǎn)賦值到第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，相當(dāng)于刪除了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
tab[index] = first = succ;
else
// 否則把前置節(jié)點(diǎn)的下個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)奥务，相當(dāng)于刪除了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
pred.next = succ;
// 如果后繼節(jié)點(diǎn)不為空物独，則讓后繼節(jié)點(diǎn)的前置節(jié)點(diǎn)指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前置節(jié)點(diǎn)，相當(dāng)于刪除了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
if (succ != null)
succ.prev = pred;
// 如果第一個(gè)節(jié)點(diǎn)為空氯葬，說(shuō)明沒(méi)有后繼節(jié)點(diǎn)了挡篓，直接返回
if (first == null)
return;
// 如果根節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)不為空，則重新查找父節(jié)點(diǎn)
if (root.parent != null)
root = root.root();
// 如果根節(jié)點(diǎn)為空溢谤，則需要反樹化（將樹轉(zhuǎn)化為鏈表）
// 如果需要移動(dòng)節(jié)點(diǎn)且樹的高度比較小瞻凤，則需要反樹化
if (root == null
|| (movable
&& (root.right == null
|| (rl = root.left) == null
|| rl.left == null))) {
tab[index] = first.untreeify(map); // too small
return;
}
// 分割線，以上都是刪除鏈表中的節(jié)點(diǎn)世杀，下面才是直接刪除紅黑樹的節(jié)點(diǎn)（因?yàn)門reeNode本身即是鏈表節(jié)點(diǎn)又是樹節(jié)點(diǎn)）
// 刪除紅黑樹節(jié)點(diǎn)的大致過(guò)程是尋找右子樹中最小的節(jié)點(diǎn)放到刪除節(jié)點(diǎn)的位置，然后做平衡肝集，此處不過(guò)多注釋
TreeNode<K, V> p = this, pl = left, pr = right, replacement;
if (pl != null && pr != null) {
TreeNode<K, V> s = pr, sl;
while ((sl = s.left) != null) // find successor
s = sl;
boolean c = s.red;
s.red = p.red;
p.red = c; // swap colors
TreeNode<K, V> sr = s.right;
TreeNode<K, V> pp = p.parent;
if (s == pr) { // p was s's direct parent
p.parent = s;
s.right = p;
} else {
TreeNode<K, V> sp = s.parent;
if ((p.parent = sp) != null) {
if (s == sp.left)
sp.left = p;
else
sp.right = p;
}
if ((s.right = pr) != null)
pr.parent = s;
}
p.left = null;
if ((p.right = sr) != null)
sr.parent = p;
if ((s.left = pl) != null)
pl.parent = s;
if ((s.parent = pp) == null)
root = s;
else if (p == pp.left)
pp.left = s;
else
pp.right = s;
if (sr != null)
replacement = sr;
else
replacement = p;
} else if (pl != null)
replacement = pl;
else if (pr != null)
replacement = pr;
else
replacement = p;
if (replacement != p) {
TreeNode<K, V> pp = replacement.parent = p.parent;
if (pp == null)
root = replacement;
else if (p == pp.left)
pp.left = replacement;
else
pp.right = replacement;
p.left = p.right = p.parent = null;
}
TreeNode<K, V> r = p.red ? root : balanceDeletion(root, replacement);
if (replacement == p) { // detach
TreeNode<K, V> pp = p.parent;
p.parent = null;
if (pp != null) {
if (p == pp.left)
pp.left = null;
else if (p == pp.right)
pp.right = null;
}
}
if (movable)
moveRootToFront(tab, r);
}
（1）TreeNode本身既是鏈表節(jié)點(diǎn)也是紅黑樹節(jié)點(diǎn)瞻坝；
（2）先刪除鏈表節(jié)點(diǎn)；
（3）再刪除紅黑樹節(jié)點(diǎn)并做平衡杏瞻；
總結(jié)
（1）HashMap是一種散列表所刀，采用（數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹）的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；
（2）HashMap的默認(rèn)初始容量為16（1<<4）捞挥，默認(rèn)裝載因子為0.75f浮创，容量總是2的n次方；
（3）HashMap擴(kuò)容時(shí)每次容量變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍砌函；
（4）當(dāng)桶的數(shù)量小于64時(shí)不會(huì)進(jìn)行樹化斩披，只會(huì)擴(kuò)容；
（5）當(dāng)桶的數(shù)量大于64且單個(gè)桶中元素的數(shù)量大于8時(shí)讹俊，進(jìn)行樹化垦沉；
（6）當(dāng)單個(gè)桶中元素?cái)?shù)量小于6時(shí)，進(jìn)行反樹化仍劈；
（7）HashMap是非線程安全的容器厕倍；
（8）HashMap查找添加元素的時(shí)間復(fù)雜度都為O(1)；
