HashMap源码解析（下）：添加、查找与扩容

"HashMap的源码解析" 在Java编程中，HashMap是一个非常常用的数据结构，它提供了高效的插入、删除和查找操作。这篇文档是HashMap源码解析的下半部分，主要聚焦于HashMap中的元素添加、查找以及扩容等核心操作。 1. 添加元素 添加元素通过`put()`方法实现，这个方法首先计算key的哈希码，然后调用`putVal()`方法进行实际插入操作。`putVal()`首先检查table是否已初始化，如果为空或长度为0，则执行初始化（即扩容）。如果table中没有找到与key对应的槽位，就创建一个新的Node节点并放入table。如果找到了现有节点，会根据key是否与已有节点的key相等来决定是替换还是追加。 2. 查找元素 查找元素的过程在`get()`方法中体现，它同样基于key的哈希码定位到table中的位置。如果找到的节点的key与传入的key相等，那么返回对应的value。如果节点是一个红黑树的节点，那么会进一步调用红黑树的查找算法。 3. 扩容 当HashMap的元素数量达到其容量的75%时，会触发扩容操作。扩容通过`resize()`方法完成，它将现有的table大小翻倍，并重新分布所有元素到新的table中。这个过程涉及到链表到红黑树的转换，以及红黑树节点的重新平衡，以保持高效查找。 4. 节点结构 HashMap中的每个元素存储在一个Node对象中，Node包含了key、value、next指针（用于链表）以及用于红黑树的左、右子节点和颜色属性。Node可以是链表形式，也可以是红黑树形式，具体取决于元素的数量和分布。 5. 红黑树化 当某个槽位的链表长度超过8且table的大小超过64时，HashMap会将这个链表转换为红黑树，以提高查找效率。相反，当链表长度减少到6时，红黑树会回退为链表。 6. 删除元素 删除元素在`remove()`方法中实现，通过哈希码找到目标节点，然后根据节点类型（链表或红黑树）进行相应的删除操作。对于链表，可能需要遍历查找；对于红黑树，可以利用红黑树的特性快速定位并删除。 7. 并发问题 HashMap不是线程安全的，如果在多线程环境中使用，需要额外的同步控制，如使用`Collections.synchronizedMap()`进行包装，或者使用线程安全的`ConcurrentHashMap`。 总结来说，HashMap的源码解析涵盖了它的内部数据结构（如数组和链表/红黑树的结合）、元素的插入、查找、删除和扩容策略，这些都是理解HashMap高效运行的关键。深入理解这些原理对于优化程序性能和避免潜在问题具有重要意义。