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HashMap的源码解读(一)

淙嶙7年前 (2018-07-16)未命名556
/*
 * 版权(C)1997, 2010,Oracle和/或其附属公司版权所有。
 * Oracle专有/机密。使用须遵守许可条款。
 *
 */
package java.util;
import java.io.*;
/**
 *Hash table 是对Map接口的实现。它实现了Map接口的所有的操作,并允许value为null和key为null。
 *(HashMap大致等同于Hashtable,除了它不是线程安全的和它可以存储null)
 * HashMap中的值是无序的,而且当表扩容时它的元素顺序也会发生变化。
 *
 *<P>当元素在HashMap中分布比较均匀的时候,HashMap的get和put操作的时间复杂度都是常数阶的。
 *遍历一个HashMap的时间与HashMap的容量成正比。(HashMap的容量:HashMap的桶的数量<table长度> 加上 键值对的数量)
 *因此,让一个HashMap有个好性能,就不能把HashMap的初始容量设置的太高,也不能把负载因子设置的太低。
 *这两种做法都会让表中闲置空间太多,闲置空间多,就增加了遍历次数。
 *而且HashMap是表长度是倍数增长的,意味着,表过长,至少多一倍的遍历次数。
 *
 *HashMap有两个参数影响它的性能:初始容量和负载因子。
 *容量是HashMap中的桶数的初始值(表长)。初始容量就是HashMap被创建的时候的值,
 *负载因子是允许HashMap的存储元素和容量比值的最大数值。
 *比如:表长16,负载因子0.75,那么这个HashMap中最多允许存放16*0.75=12个元素,添加第13个就需要扩容了。
 *扩容的话,会新建一个为原来2倍容量的新表,内部的数据结构都将被重新构建,放入新表中。
 *
 *
 *作为一个通用规则,默认负载因子(0.75)是从时间和空间成本之间做出的一个很好的折衷方案。
 *统计得知,如果向HashMap中,如果在容量*0.75个元素基础上,增加更多的元素,降低了空间开销
 *却增加了查找成本(反映在大多数HashMap的get和put操作中)。
 *因此在初始化一个HashMap时,需要考虑到预计增加的元素数量及其负载因子的大小,已确保最少次数的rehash操作。 
 *如果初始容量大于元素数量除以负载因子这个值,rehash操作就不会发生。
 *
 *要是需要将许多元素存储到HashMap中,如果指定正好足够大的容量参数来创建HashMap,那么它的效率要高于让它自动扩容来完成存储。
 *
 *注意HashMap不是线程同步或者说线程安全的。如果多个线程并发访问HashMap,并且至少有一个线程修改了HashMap的结构,那它是必须同步到外部的,
 *(结构的修改是指新增或者删除一个或者多个元素,仅更改值与实例已经包含的键关联不是结构修改)
 *这通常是通过对封装了HashMap的某个对象进行同步来实现的。
 *
 *如果不存在这样的对象,那么这个HasnMap应该使用Collections.synchronizedMap(new HashMap())来包裹它,
 *这最好在创建时就对HasnMap进行封装,以防止意外地不同步地访问它。
 *   Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));
 *
 *HashMap的遍历采用快速失败(fail-fast)的方式返回结果,
 * 如果HashMap在任何迭代器被创建以后(遍历开始后),存在HashMap结构上被修改的情况(排除迭代器自身的remove方法外),
 * 迭代器将抛出一个ConcurrentModificationException。
 * 因此,面对并发修改,迭代器选择干净利落的失败,而不是选择冒险。
 *
 *注意,迭代器的这种fail-fast行为不一定得到保证的。
 *事实上,一般来说,在并发修改条件下,fail-fast是不可能得到保证的。
 *它会尽最大努力抛出ConcurrentModificationException。
 *因此,我们不能依赖于此异常来判断程序的正确性。
 *迭代器的fail-fast只可用于检测bug。
 *
 *这个类是Java集合框架中的一员。
 */
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
{
    /**
     * 默认初始容量必须是2的幂数(指数)。
     */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 默认容量16
    /**
     *最大容量,。必须是2的幂数(指数) 且<= (1<<30)。
     *HashMap Bucket数组的长度是int型,int是4个字节存储 
     *去掉其符号位数为31位,再考虑到这里其实是定义HashMap Bucket数组的长度,考虑到Java堆存储空间的限制,定位30位,其大小为107****24。
     */
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
    /**
     * 负载因子默认值为0.75,)是从时间和空间成本之间做出的一个很好的折衷方案。
     * 过高的因子会降低存储空间但是查找(lookup,包括HashMap中的put与get方法)的时间就会增加
     */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    /**
     *当表未扩容时共享的空表实例。
     *空的Entry的二维数组,用来存储键值对的Entry数组,用于设置刚刚初始化的HashMap对象,用来减少存储空间  
     */
    static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};
    /**
     *  transient 表明该数据不参与序列化?为什么用transient 
    * 1.transient 首先是表明该数据不参与序列化。假设HashMap 中的存储数据的数组还有很多的空间没有被使用,
    * 没有被使用到的空间被序列化没有意义。所以下文会有手动使用 writeObject() 方法,只序列化实际存储元素的数组。
    * 2. 不同的虚拟机对于相同 hashCode 产生的 Code 值可能是不一样的,如果使用默认序列化,则反序列化后,元素的位置和之前的是保持一致的,
    * 可是由于 hashCode 的值不一样了,那么后续看到的定位函数 indexOf()返回的元素下标就会不同,其结果会出差错。
    * 
    * HashMap底层Bucket数组,按需要的时候扩容,但长度必须是2的指数
     */
    transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
    /**
     *当前HashMap键值对的个数,即存储元素的个数。
     */
    transient int size;
    /**
     * 阈值,达到这个值后,在加元素就扩容,这个值为(capacity * load factor).
     */
    // If table == EMPTY_TABLE then this is the initial capacity at which the
    // table will be created when inflated.
    int threshold;
    /**
     * 负载因子
     */
    final float loadFactor;
    /**
     *Fail-Fast机制:java.util.HashMap非线程安全,如果在使用迭代器的过程中有其他线程修改了map,会抛出ConcurrentModificationException
     * 记录HashMap修改次数,如增、删元素或rehash。这个字段被用来当迭代器的fail-fast检查线程是否同步 
     */
    transient int modCount;
    /**
     * 默认的阀值,
     * The default threshold of map capacity above which alternative hashing is
     * used for String keys. Alternative hashing reduces the incidence of
     * collisions due to weak hash code calculation for String keys.
     * <p/>
     * This value may be overridden by defining the system property
     * {@code jdk.map.althashing.threshold}. A property value of {@code 1}
     * forces alternative hashing to be used at all times whereas
     * {@code -1} value ensures that alternative hashing is never used.
     */
    static final int ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD_DEFAULT = Integer.MAX_VALUE;
    /**Holder是为了加载获取threshold的配置参数。 这个值在VM启动后才能初始化
     */
    private static class Holder {
        /**
         * Table capacity above which to switch to use alternative hashing.
         */
        static final int ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD;
        static {
            // JDK 1.7新加,针对字符串的key的hash算法会提供更好的hashcode分布减少冲突;
            // 如果想启用此特性,需设置jdk.map.althashing.threshold系统属性的值为一个非负数(默认是-1)这个值代表了一个集合大小的threshold,
            // 超过这个值,就会使用新的hash算法。需要注意的一点,只有当re-hash的时候,新的hash算法才会起作用
            String altThreshold = java.security.AccessController.doPrivileged(
                new sun.security.action.GetPropertyAction(
                    "jdk.map.althashing.threshold"));
            int threshold;
            try {
                threshold = (null != altThreshold)
                        ? Integer.parseInt(altThreshold)
                        : ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD_DEFAULT;
                // disable alternative hashing if -1
                if (threshold == -1) {
                    threshold = Integer.MAX_VALUE;
                }
                if (threshold < 0) {
                    throw new IllegalArgumentException("value must be positive integer.");
                }
            } catch(IllegalArgumentException failed) {
                throw new Error("Illegal value for 'jdk.map.althashing.threshold'", failed);
            }
            ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD = threshold;
        }
    }
    /**
     *与此实例相关的随机值,应用于key的哈希代码,以便更难发生哈希冲突。如果为0,则禁用替代哈希。 
     */
    transient int hashSeed = 0;
    /**
     *构造函数:使用初始化容量和加载因子初始化HashMap
     */
    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = initialCapacity;
        // init() hook because : HashMap是可序列化的,而反序列化方法(readObject())是一个跟构造器性质相似、但却不是构造器的奇怪的东西.
        // 为了让子类能方便规整地实现构造初始化与反序列初始化的功能,HashMap就在构造器末尾和反序列化方法末尾都埋了这个init()钩子,
        // 这样子类就不用为这两种不同的初始化需求而重复头疼了。
        // jdk8 改名为reinitialize(),
        // LinkedHashMap要维持插入顺序,为此它会把所有插入的节点(键值对)用双向链表串在一起。而在它的init()实现里,它就创建并初始化了该双向链表的头节点
        init();
    }
    public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }
    /**
     * 默认容量(16) ,负载因子 (0.75).
     */
    public HashMap() {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }
    /**
     * 从一个已有的Map创建一个新的HashMap,默认负载因子为0.75,容量为已有Map的容量
     */
    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        inflateTable(threshold);
        putAllForCreate(m);
    }
    /**
    * 将number扩展成2的倍数 ,返回比入参初始容量大的最小的2的幂数
    */
    private static int roundUpToPowerOf2(int number) {
        // assert number >= 0 : "number must be non-negative";
        return number >= MAXIMUM_CAPACITY
                ? MAXIMUM_CAPACITY
                : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1;
    }
    /**
     * 扩充 HASHMAP 容量
     */
    private void inflateTable(int toSize) {
        // Find a power of 2 >= toSize
        int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);
        ///重新设置阀值 
        threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
        table = new Entry[capacity];
        initHashSeedAsNeeded(capacity);
    }
    // internal utilities
    /**
     * Initialization hook for subclasses. This method is called
     * in all constructors and pseudo-constructors (clone, readObject)
     * after HashMap has been initialized but before any entries have
     * been inserted.  (In the absence of this method, readObject would
     * require explicit knowledge of subclasses.)
     * 内部使用,可作为一个钩子来被子类使用,它已经作为模版模式被所有的构造器,clone等调用
     */
    void init() {
    }
    /**
     *初始化哈希掩码值。直到我们真正需要它才进行初始化。
     */
    final boolean initHashSeedAsNeeded(int capacity) {
        boolean currentAltHashing = hashSeed != 0;
        //根据系统函数得到一个hash
        boolean useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&
                (capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
        boolean switching = currentAltHashing ^ useAltHashing;
        //如果hashSeed初始化为0则跳过switching  
        //否则使用系统函数得到新的hashSeed 
        if (switching) {
            hashSeed = useAltHashing
                ? sun.misc.Hashing.randomHashSeed(this)
                : 0;
        }
        return switching;
    }
    /**
     * Retrieve object hash code and applies a supplemental hash function to the
     * result hash, which defends against poor quality hash functions.  This is
     * critical because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
     * otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
     * in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
     * 哈希算法的核心:哈希函数 ,用来计算对象的hash值
     */
    final int hash(Object k) {
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }
        h ^= k.hashCode();
        //此函数确保由每个bit位上的倍数差的hashCodes具有有限个冲突(默认负载系数大约为8),作用就是打散
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
    /**
     * Returns index for hash code h.
     *通过得到的hash值来确定返回hash code对应的length中的下标
     */
    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);
    }
    /**
     * 当前HashMap键值对K/V数据的数量
     */
    public int size() {
        return size;
    }
    /**
     * Returns <tt>true</tt> if this map contains no key-value mappings.
     *
     * @return <tt>true</tt> if this map contains no key-value mappings
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }
    /**
     * Returns the value to which the specified key is mapped,
     * or {@code null} if this map contains no mapping for the key.
     *
     * <p>More formally, if this map contains a mapping from a key
     * {@code k} to a value {@code v} such that {@code (key==null ? k==null :
     * key.equals(k))}, then this method returns {@code v}; otherwise
     * it returns {@code null}.  (There can be at most one such mapping.)
     *
     * <p>A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i>
     * indicate that the map contains no mapping for the key; it's also
     * possible that the map explicitly maps the key to {@code null}.
     * The {@link #containsKey containsKey} operation may be used to
     * distinguish these two cases.
     *
     * @see #put(Object, Object)
     */
    public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        Entry<K,V> entry = getEntry(key);
        return null == entry ? null : entry.getValue();
    }
    /**
     * Offloaded version of get() to look up null keys.  Null keys map
     * to index 0.  This null case is split out into separate methods
     * for the sake of performance in the two most commonly used
     * operations (get and put), but incorporated with conditionals in
     * others.
     */
    private V getForNullKey() {
        if (size == 0) {
            return null;
        }
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null)
                return e.value;
        }
        return null;
    }
    /**
     * Returns <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the
     * specified key.
     *
     * @param   key   The key whose presence in this map is to be tested
     * @return <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the specified
     * key.
     */
    public boolean containsKey(Object key) {
        return getEntry(key) != null;
    }
    /**
     * Returns the entry associated with the specified key in the
     * HashMap.  Returns null if the HashMap contains no mapping
     * for the key.
     */
    final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        if (size == 0) {
            return null;
        }
        //通过key的hash值确定table下标(null对应下标0) 
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        // 遍历table中的 entry数组
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            // 因为存在不同的key对应相同的hash值,还要判读key是否一样
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }
    /**
     * Associates the specified value with the specified key in this map.
     * If the map previously contained a mapping for the key, the old
     * value is replaced.
     *
     * @param key key with which the specified value is to be associated
     * @param value value to be associated with the specified key
     * @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
     *         <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
     *         (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
     *         previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
     *通过key的hash值确定table下标,如果key已经存在则更新,不存在则调用addEntry方法
     */
    public V put(K key, V value) {
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            // 因为存在不同的key对应相同的hash值,还要判读key是否一样
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue; // 如果已经存在,更新值
            }
        }
        //上面的循环结束表示当前的key不存在与表中,需要另外增加
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }
    /**
     * Offloaded version of put for null keys
     */
    private V putForNullKey(V value) {
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        addEntry(0, null, value, 0);
        return null;
    }
    /**
     * This method is used instead of put by constructors and
     * pseudoconstructors (clone, readObject).  It does not resize the table,
     * check for comodification, etc.  It calls createEntry rather than
     * addEntry.
     */
    private void putForCreate(K key, V value) {
        int hash = null == key ? 0 : hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        /**
         * Look for preexisting entry for key.  This will never happen for
         * clone or deserialize.  It will only happen for construction if the
         * input Map is a sorted map whose ordering is inconsistent w/ equals.
         */
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
                e.value = value;
                return;
            }
        }
        createEntry(hash, key, value, i);
    }
    private void putAllForCreate(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
            putForCreate(e.getKey(), e.getValue());
    }
    /**
     * Rehashes the contents of this map into a new array with a
     * larger capacity.  This method is called automatically when the
     * number of keys in this map reaches its threshold.
     *
     * If current capacity is MAXIMUM_CAPACITY, this method does not
     * resize the map, but sets threshold to Integer.MAX_VALUE.
     * This has the effect of preventing future calls.
     *
     * @param newCapacity the new capacity, MUST be a power of two;
     *        must be greater than current capacity unless current
     *        capacity is MAXIMUM_CAPACITY (in which case value
     *        is irrelevant).
     */
    void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;
        int oldCapacity = oldTable.length;
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }
        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
        table = newTable;
        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    }
    /**
     * Transfers all entries from current table to newTable.
     * 把所有entries从当前表复制到新表(扩容)
     */
    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;
                if (rehash) {
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                e.next = newTable[i];
                newTable[i] = e;
                e = next;
            }
        }
    }
    /**
     * Copies all of the mappings from the specified map to this map.
     * These mappings will replace any mappings that this map had for
     * any of the keys currently in the specified map.
     *
     * @param m mappings to be stored in this map
     * @throws NullPointerException if the specified map is null
     */
    public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        int numKeysToBeAdded = m.size();
        if (numKeysToBeAdded == 0)
            return;
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable((int) Math.max(numKeysToBeAdded * loadFactor, threshold));
        }
        /*
         * Expand the map if the map if the number of mappings to be added
         * is greater than or equal to threshold.  This is conservative; the
         * obvious condition is (m.size() + size) >= threshold, but this
         * condition could result in a map with twice the appropriate capacity,
         * if the keys to be added overlap with the keys already in this map.
         * By using the conservative calculation, we subject ourself
         * to at most one extra resize.
         */
        if (numKeysToBeAdded > threshold) {
            int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
            if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
                targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
            int newCapacity = table.length;
            while (newCapacity < targetCapacity)
                newCapacity <<= 1;
            if (newCapacity > table.length)
                resize(newCapacity);
        }
        for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
            put(e.getKey(), e.getValue());
    }
    /**
     * Removes the mapping for the specified key from this map if present.
     *
     * @param  key key whose mapping is to be removed from the map
     * @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
     *         <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
     *         (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
     *         previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
     */
    public V remove(Object key) {
        Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
        return (e == null ? null : e.value);
    }
    /**
     * Removes and returns the entry associated with the specified key
     * in the HashMap.  Returns null if the HashMap contains no mapping
     * for this key.
     */
    final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
        if (size == 0) {
            return null;
        }
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        Entry<K,V> prev = table[i];
        Entry<K,V> e = prev;
        while (e != null) {
            Entry<K,V> next = e.next;
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
                modCount++;
                size--;
                if (prev == e)
                    table[i] = next;
                else
                    prev.next = next;
                e.recordRemoval(this);
                return e;
            }
            prev = e;
            e = next;
        }
        return e;
    }
    /**
     * Special version of remove for EntrySet using {@code Map.Entry.equals()}
     * for matching.
     */
    final Entry<K,V> removeMapping(Object o) {
        if (size == 0 || !(o instanceof Map.Entry))
            return null;
        Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;
        Object key = entry.getKey();
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        Entry<K,V> prev = table[i];
        Entry<K,V> e = prev;
        while (e != null) {
            Entry<K,V> next = e.next;
            if (e.hash == hash && e.equals(entry)) {
                modCount++;
                size--;
                if (prev == e)
                    table[i] = next;
                else
                    prev.next = next;
                e.recordRemoval(this);
                return e;
            }
            prev = e;
            e = next;
        }
        return e;
    }
    /**
     * Removes all of the mappings from this map.
     * The map will be empty after this call returns.
     */
    public void clear() {
        modCount++;
        Arrays.fill(table, null);
        size = 0;
    }
    /**
     * Returns <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the
     * specified value.
     *
     * @param value value whose presence in this map is to be tested
     * @return <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the
     *         specified value
     */
    public boolean containsValue(Object value) {
        if (value == null)
            return containsNullValue();
        Entry[] tab = table;
        for (int i = 0; i < tab.length ; i++)
            for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
                if (value.equals(e.value))
                    return true;
        return false;
    }
    /**
     * Special-case code for containsValue with null argument
     */
    private boolean containsNullValue() {
        Entry[] tab = table;
        for (int i = 0; i < tab.length ; i++)
            for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
                if (e.value == null)
                    return true;
        return false;
    }
    /**
     * Returns a shallow copy of this <tt>HashMap</tt> instance: the keys and
     * values themselves are not cloned.
     *
     * @return a shallow copy of this map
     */
    public Object clone() {
        HashMap<K,V> result = null;
        try {
            result = (HashMap<K,V>)super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // assert false;
        }
        if (result.table != EMPTY_TABLE) {
            result.inflateTable(Math.min(
                (int) Math.min(
                    size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),
                    // we have limits...
                    HashMap.MAXIMUM_CAPACITY),
               table.length));
        }
        result.entrySet = null;
        result.modCount = 0;
        result.size = 0;
        result.init();
        result.putAllForCreate(this);
        return result;
    }
    static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;
        /**
         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }
        public final K getKey() {
            return key;
        }
        public final V getValue() {
            return value;
        }
        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }
        public final boolean equals(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry e = (Map.Entry)o;
            Object k1 = getKey();
            Object k2 = e.getKey();
            if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
                Object v1 = getValue();
                Object v2 = e.getValue();
                if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
                    return true;
            }
            return false;
        }
        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue());
        }
        public final String toString() {
            return getKey() + "=" + getValue();
        }
        /**
         * This method is invoked whenever the value in an entry is
         * overwritten by an invocation of put(k,v) for a key k that's already
         * in the HashMap.
         * LinkedHashMap 有实现
         */
        void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
        }
        /**
         * This method is invoked whenever the entry is
         * removed from the table.
         */
        void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
        }
    }
    /**
     * Adds a new entry with the specified key, value and hash code to
     * the specified bucket.  It is the responsibility of this
     * method to resize the table if appropriate.
     *
     * Subclass overrides this to alter the behavior of put method.
     */
    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }
        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }
    /**
     * Like addEntry except that this version is used when creating entries
     * as part of Map construction or "pseudo-construction" (cloning,
     * deserialization).  This version needn't worry about resizing the table.
     *
     * Subclass overrides this to alter the behavior of HashMap(Map),
     * clone, and readObject.
     *它把新建的Entry节点node作为头部,链上之前的链表
     */
    void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
        size++;
    }
    //类似于Entry数组的迭代器,主要是对table进行操作
    private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
        Entry<K,V> next;        // next entry to return
        int expectedModCount;   // For fast-fail
        int index;              // current slot
        Entry<K,V> current;     // current entry
        HashIterator() {
            expectedModCount = modCount;
            if (size > 0) { // advance to first entry
                Entry[] t = table;
                while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
                    ;
            }
        }
        public final boolean hasNext() {
            return next != null;
        }
        final Entry<K,V> nextEntry() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            Entry<K,V> e = next;
            if (e == null)
                throw new NoSuchElementException();
            if ((next = e.next) == null) {
                Entry[] t = table;
                while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
                    ;
            }
            current = e;
            return e;
        }
        public void remove() {
            if (current == null)
                throw new IllegalStateException();
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            Object k = current.key;
            current = null;
            HashMap.this.removeEntryForKey(k);
            expectedModCount = modCount;
        }
    }
    private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {
        public V next() {
            return nextEntry().value;
        }
    }
    private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {
        public K next() {
            return nextEntry().getKey();
        }
    }
    private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
        public Map.Entry<K,V> next() {
            return nextEntry();
        }
    }
    // Subclass overrides these to alter behavior of views' iterator() method
    Iterator<K> newKeyIterator()   {
        return new KeyIterator();
    }
    Iterator<V> newValueIterator()   {
        return new ValueIterator();
    }
    Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator()   {
        return new EntryIterator();
    }
    // Views
    private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
    /**
     * Returns a {@link Set} view of the keys contained in this map.
     * The set is backed by the map, so changes to the map are
     * reflected in the set, and vice-versa.  If the map is modified
     * while an iteration over the set is in progress (except through
     * the iterator's own <tt>remove</tt> operation), the results of
     * the iteration are undefined.  The set supports element removal,
     * which removes the corresponding mapping from the map, via the
     * <tt>Iterator.remove</tt>, <tt>Set.remove</tt>,
     * <tt>removeAll</tt>, <tt>retainAll</tt>, and <tt>clear</tt>
     * operations.  It does not support the <tt>add</tt> or <tt>addAll</tt>
     * operations.
     */
    public Set<K> keySet() {
        Set<K> ks = keySet;
        return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));
    }
    private final class KeySet extends AbstractSet<K> {
        public Iterator<K> iterator() {
            return newKeyIterator();
        }
        public int size() {
            return size;
        }
        public boolean contains(Object o) {
            return containsKey(o);
        }
        public boolean remove(Object o) {
            return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
        }
        public void clear() {
            HashMap.this.clear();
        }
    }
    /**
     * Returns a {@link Collection} view of the values contained in this map.
     * The collection is backed by the map, so changes to the map are
     * reflected in the collection, and vice-versa.  If the map is
     * modified while an iteration over the collection is in progress
     * (except through the iterator's own <tt>remove</tt> operation),
     * the results of the iteration are undefined.  The collection
     * supports element removal, which removes the corresponding
     * mapping from the map, via the <tt>Iterator.remove</tt>,
     * <tt>Collection.remove</tt>, <tt>removeAll</tt>,
     * <tt>retainAll</tt> and <tt>clear</tt> operations.  It does not
     * support the <tt>add</tt> or <tt>addAll</tt> operations.
     */
    public Collection<V> values() {
        Collection<V> vs = values;
        return (vs != null ? vs : (values = new Values()));
    }
    private final class Values extends AbstractCollection<V> {
        public Iterator<V> iterator() {
            return newValueIterator();
        }
        public int size() {
            return size;
        }
        public boolean contains(Object o) {
            return containsValue(o);
        }
        public void clear() {
            HashMap.this.clear();
        }
    }
    /**
     * Returns a {@link Set} view of the mappings contained in this map.
     * The set is backed by the map, so changes to the map are
     * reflected in the set, and vice-versa.  If the map is modified
     * while an iteration over the set is in progress (except through
     * the iterator's own <tt>remove</tt> operation, or through the
     * <tt>setValue</tt> operation on a map entry returned by the
     * iterator) the results of the iteration are undefined.  The set
     * supports element removal, which removes the corresponding
     * mapping from the map, via the <tt>Iterator.remove</tt>,
     * <tt>Set.remove</tt>, <tt>removeAll</tt>, <tt>retainAll</tt> and
     * <tt>clear</tt> operations.  It does not support the
     * <tt>add</tt> or <tt>addAll</tt> operations.
     *
     * @return a set view of the mappings contained in this map
     */
    public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
        return entrySet0();
    }
    private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() {
        Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
        return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
    }
    private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
        public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
            return newEntryIterator();
        }
        public boolean contains(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;
            Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
            return candidate != null && candidate.equals(e);
        }
        public boolean remove(Object o) {
            return removeMapping(o) != null;
        }
        public int size() {
            return size;
        }
        public void clear() {
            HashMap.this.clear();
        }
    }
    /**
     * Save the state of the <tt>HashMap</tt> instance to a stream (i.e.,
     * serialize it).
     *
     * @serialData The <i>capacity</i> of the HashMap (the length of the
     *             bucket array) is emitted (int), followed by the
     *             <i>size</i> (an int, the number of key-value
     *             mappings), followed by the key (Object) and value (Object)
     *             for each key-value mapping.  The key-value mappings are
     *             emitted in no particular order.
     */
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws IOException
    {
        // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
        s.defaultWriteObject();
        // Write out number of buckets
        if (table==EMPTY_TABLE) {
            s.writeInt(roundUpToPowerOf2(threshold));
        } else {
           s.writeInt(table.length);
        }
        // Write out size (number of Mappings)
        s.writeInt(size);
        // Write out keys and values (alternating)
        if (size > 0) {
            for(Map.Entry<K,V> e : entrySet0()) {
                s.writeObject(e.getKey());
                s.writeObject(e.getValue());
            }
        }
    }
    private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
    /**
     * Reconstitute the {@code HashMap} instance from a stream (i.e.,
     * deserialize it).
     */
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
         throws IOException, ClassNotFoundException
    {
        // Read in the threshold (ignored), loadfactor, and any hidden stuff
        s.defaultReadObject();
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {
            throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        }
        // set other fields that need values
        table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
        // Read in number of buckets
        s.readInt(); // ignored.
        // Read number of mappings
        int mappings = s.readInt();
        if (mappings < 0)
            throw new InvalidObjectException("Illegal mappings count: " +
                                               mappings);
        // capacity chosen by number of mappings and desired load (if >= 0.25)
        int capacity = (int) Math.min(
                    mappings * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),
                    // we have limits...
                    HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);
        // allocate the bucket array;
        if (mappings > 0) {
            inflateTable(capacity);
        } else {
            threshold = capacity;
        }
        init();  // Give subclass a chance to do its thing.
        // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
        for (int i = 0; i < mappings; i++) {
            K key = (K) s.readObject();
            V value = (V) s.readObject();
            putForCreate(key, value);
        }
    }
    // These methods are used when serializing HashSets
    int   capacity()     { return table.length; }
    float loadFactor()   { return loadFactor;   }
}


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