HashMap详解

    // JDK7
    final int hash(Object k) {
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }

        h ^= k.hashCode();

        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
   // JDK8
    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

    int hash = hash(key);  // 辅助哈希函数
    int i = indexFor(hash, table.length); // 求桶坐标的函数
    // 具体实现
    static int indexFor(int h, int length) {
        // assert Integer.bitCount(length) == 1 : "length must be a non-zero power of 2";
        return h & (length-1);
    }

    // JDK7 put方法
    public V put(K key, V value) {
        // 如果数组是空的, 需要根据初始容量来扩张. 默认构造函数中, threshold=initialCapacity
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);  // table大小为: a power of 2 >= threshold
        }
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);  // null 放到 table[0] 的位置
        int hash = hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);  // 通过位运算得到桶的位置
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  // 这个循环里, 处理该key已经存在的情况
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;  // 返回被替换掉的值
            }
        }
        modCount++;  // 修改次数增加
        addEntry(hash, key, value, i); // 真正的添加元素
        return null;
    }
    // 添加元素的函数
    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        // 这就是需要扩容的条件(扩容的条件有2个)
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);  // 扩容是在这里进行的
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);  // 扩容后重新计算桶的位置
        }
        // 新创建一个元素并添加到 bucketIndex 位置
        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }
    void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); // 放到链表头
        size++;  // 元素数量+1
    }

// 迭代器构造方法
HashIterator() {
    expectedModCount = modCount;  // 创建迭代器的时候expectedModCount=modCount, 不相等的时候快速失败
    if (size > 0) { // advance to first entry
        Entry[] t = table;
        while (index < t.length && (next = t[index++]) == null) // 这里第一个有元素的桶(index为桶坐标)
            ;
    }
}
// 迭代器找下一个元素方法
final Entry<K,V> nextEntry() {
    if (modCount != expectedModCount) // 在这里抛出异常, 快速失败
        throw new ConcurrentModificationException();
    Entry<K,V> e = next;
    if (e == null)
        throw new NoSuchElementException();

    if ((next = e.next) == null) {  // 如果 e.next是null, 就到了链表尾, 此时应该找下一个桶中的元素
        Entry[] t = table;
        while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)  // 下一个有元素的桶
            ;
    }
    current = e;
    return e;
}

// 在 addEntry 中调用resize扩容
resize(2 * table.length); // 每次都是2倍扩容
// resize函数
void resize(int newCapacity) { // capacity MUST be a power of two
    Entry[] oldTable = table;
    int oldCapacity = oldTable.length;
    if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  // 最大容量时就不再扩容了
        threshold = Integer.MAX_VALUE;
        return;
    }
    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
    transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity)); // 这里把原来的元素移动到新table中
    table = newTable;
    threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); // 更新阈值
}
// 移动元素的 transfer 函数
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {
        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next; // 头插法
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity); // 新的桶位置(通过位运算来计算)
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}