Jdk源碼解讀

hashTable繼承自dic類，同時實作了map接口和Cloneable、Serializable兩個接口，代表該類是可複制、序列化的類。

ps：dic類和map類較為相似，是一個抽象的hash映射類，包含了一些簡單的空方法和接口。

private transient Entry<?,?>[] table;

瞬時數組變量，它就是hashtable中，最核心的資料存儲區域。

數組長度，不知道大家發現沒有，jdk非常喜歡用一個獨立變量來表示容器中資料的大小，而不是每次傳回核心資料的size或length。

門檻值，這個之前專門強調過，這裡簡單說下，他是容積和負載因子的乘積，表示的含義是目前容器中，能表現出較好性能的資料量上限。超過這個上限時，容器的性能将會有比較大的下降。注意容積和門檻值是有差別的。

threshold  ['θrhold]  n. 入口；門檻；開始；極限；臨界值 

負載因子，是用來設定目前容器中，元素的填充率的。

你可以了解成容器是一個城市，這個城市中最佳入住率的一個上限是負載因子。這個城市的入住使用者最佳的數目，就是他的門檻值。

接下來是modCount ，這個變量的意義是，記錄hashtable中，被修改的次數（包括增、删、改）三個操作的。而其用途呢，是未來被用作判定快速失敗時（fail-fast）的依據資料。關于快速失敗，這個我會在下邊講到。大家這裡隻要知道modCount這個變量的表示的含義是什麼就可以。

然後是版本序列号

接着是構造函數，參數分别為初始容積和負載因子。

函數内會首先判斷初始容積和負載因子是否為正數。

接着如果初始容積為0，則賦予預設值1.也就是說，真實的容積至少都要為1。

接着對table賦予初始值，一個長度為初始容積大小的Entry數組。(防盜連接配接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )接着計算

門檻值=（初始容積和負載因子的乘積），（目前系統中最大的數組長度+1），二者的最小值。

也就是說門檻值不能超過數組的最大長度+1。這裡注意一個isNaN()方法,是個很有意思的方法，研究該方法的源碼後，你會覺得很有意思。這個我會在以後的文章中講到。

隻要初始容積的構造函數，負載因子預設為0.75

無參的構造函數，初始容積使用為11，負載因子為0.75

不知道大家發現沒，盡管提供了一個可能的，但是jdk的源碼往往系統提供多個，應用于不同場景的接口，這些接口往往其實隻是對自身其他接口的一個适配。但是對于調用者來說，這樣卻很舒服。

接着是最後一個構造函數，參數為一個map，map的k，v分别繼承自hashTable中的K,V.

函數首先調用一遍通用的構造函數，負載因子為0.75。初始容積為map長度的兩倍以及預設的11，二者的較大值。也就是說對于初始容積來說，最小都要取到11。

接着調用putAll方法，将map中的資料添加到HashTable中。

size()方法，方法采用同步機制，傳回count變量。由于容器中并不是所有的元素都占滿了資料，是以直接用變量傳回值的速度和效率會更高點。同時由于count會随時變動，這裡采用同步方法的形式進行線程保護。

isEmpyt，判斷目前數組是否為空，與size()方法一緻。

keys，elements方法，分别傳回傳回hashTable中所有的key和value的枚舉集合。

這裡KEYS，VALUES為靜态int常量。getEnumeration在下文中會提到。另外與前邊的方法相同，這裡也是對整個方法進行同步加鎖。

 接着是contains方法，方法意義不再贅述。

實作邏輯，首先判斷value是否為null，如果為null則直接抛出空引用。

接着将table變量指派給tab臨時變量。然後循環tab，依次取出tab中的entry，以及entry的後繼元素。(防盜連接配接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )如果元素的value equals()判斷等于參數value，則直接傳回true。整個方法結束後，為發現，則會傳回false。同時方法本身也是加同步鎖進行線程安全保護。

接着是實作map接口的抽象方法，隻是對contains方法進行了一層封裝。

接着是線程同步方法：containsKey，方法含義不贅述，邏輯如下：

設定臨時變量并指派table。取出key的hashCode。注意這裡并沒有判定key是否為null。

而前文中的value則是判定的。這是由于value是作為equals方法的參數的。即使是null也無法被發現，但是判定一個映射的value為null表示的真的為null還是沒有映射到，這很歧義，是以幹脆直接抛出異常。回到正文，根據hashCode計算出其在table數組中的索引。其實就是取低8位數字然後除以數組length取餘數。(防盜連接配接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )

接着依次循環table該索引的後繼元素，判定是否equals()相等。如果有則傳回true。如果始終沒有找到，則傳回false。

get()方法，與containsKey方法的邏輯是一緻的。不同點是，在傳回結果是，如果确實存在該key，則傳回對應的value，否則傳回null。

接着是前文提到的數組最大數字常亮。這裡注意看參數的注釋。部分虛拟機是設定數組的長度限制的。如果超出，可能會導緻OOM異常

接着是rehash方法。這個方法是一個受保護方法。會在接下來的，hashtable添加元素的場景中被調用。他的作用呢，就是重新申請一塊大小合适的記憶體。然後将鍵值元素重新安置到這塊元素中。

那麼就需要兩個步驟。

1、計算新記憶體的大小。

2、計算元素在新table中的位置。

    先看代碼：

代碼中會首先擷取舊table的長度oldCapacity 。然後oldCapacity 乘以2再加1.算出新table的長度newCapacity 。

接着判斷newCapacity 是否超出了hashtable所能設定的最大值：MAX_ARRAY_SIZE。如果超出，則判斷oldCapacity 是否已經等于最大值。如果已經等于，則認定，目前hashtable的長度已經到達所允許的上限。無法再繼續擴容。則直接傳回。

否則将MAX_ARRAY_SIZE指派給newCapacity 。作為新的長度。也就是說rehash在大小允許的情況下，一般會翻倍擴容。但是如果翻倍後長度超出上限，則以上限大小作為擴容後新的大小。

接着以newCapacity 作為長度，new出一個Entry數組，作為新的table元素存放容器。

modCount自加1。

接着計算門檻值：newCapacity 乘以負載因子和MAX_ARRAY_SIZE+1 取較小值。注意這裡負載因子是可以大于1的。是以newCapacity 乘以負載因子，式可以大于MAX_ARRAY_SIZE的。

接着就是計算舊有table中的鍵值元素在新table中的位置了：這裡使用的是雙層循環，外層依次周遊Entry主數組上的元素。如果entry[i]不等于null值，則将該元素及其後繼元素依次計算出新的位置，然後插入到主數組上的對應位置。同時将主數組中原來位置的元素。作為新放置元素的後繼。也就是每個新元素，插在每個對應位置的連結清單最前側。至于為什麼不放在這個對應連結清單的最後位置。其實很簡單，因為這是一個鍊式存儲結構，需要依次周遊每個元素，才能找到隊尾的元素。

接着是添加元素的私有方法addEntry。(防盜連接配接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )

首先是modCount自加1.

接着如果目前table的數量已經超過了門檻值，那麼就進行一次rehash，接着根據key的hashCode計算出目前鍵值對的輸入索引。接着取出table對應索引位置的元素一同做出一個新的Entry元素放在這個對應索引的位置上。（這裡要注意後續的entry 的構造方法）同時count數目自加1。這裡需要注意的是，目前數目如果已經超過門檻值，前邊講到的rehash是不一定會重新做出新數組的（length超過了MAX_ARRAY_SIZE的限制時）很多人在了解這裡的時候，就認定隻要count超過門檻值就一定會重新配置設定table記憶體的位址，這個了解是存在問題的。

接着是put方法。這個方法是hashtable非常常用的一個public方法。方法本身是一個同方法。在方法中對于參數value和key有邏輯：如果為null時，均會報出空引用異常。

接着算出key所應該對應的主數組的索引。循環周遊出該數組元素所對應的隊列（tab[index]）,如果元素的hash值等于新添加元素的hash，同時entry的key等于（equals）key方法。則直接替換這個entry的value為參數傳入的value，與此同時傳回舊old。

如果整個循環都發現沒有，則說明目前hashtable其實并不存在該參數key，則調用剛才說的addEntry方法，将參數key value，及對應的索引傳進去。這裡注意put方法為同步公有方法，而addEntry為私有非同步方法，這裡是否存線上程安全問題呢？(防盜連接配接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )其實并不存在，這是由于addEntry盡管會操作全局變量主數組，但是addEntry方法隻會被put方法調用。而凡是調用put方法的線程均需要先拿到this變量鎖。盡管再次進去無同步的addEntry的方法區，目前線程仍然持有this變量鎖，其他線程若想操作全局變量主數組，仍然需要等待全局鎖的釋放才可以。

接着是remove方法。該方法邏輯如下：首選根據key值計算出元素所對應主數組中的索引位置。然後依次循環主數組下該索引對應元素的後繼元素。判斷該元素的hash是否等于key參數的hash，以及元素是否equels參數key。如果相等，則将該元素從隊列中抹除。同時hashtable的長度count 減1，同時modCount值也自加1。如果循環結束仍未找到合适的元素與參數key相等，則傳回null

接着是putAll方法，該方法會将map集合中的對象，采用foreach的形式，依次調用put方法添加到hashtable集合中。

接着是clear方法。該方法首先将modCount加1.接着循環主數組中的所有元素，然後依次對這些元素置于null。然後設定count元素為0。這裡有一點需要注意，即clear時，隻清理了主數組中的元素。對于主數組中對應元素的後繼清單，則采用不予理會的态度。等待GC來回收掉。

接着是clone方法。該方法會克隆一個自身對象的副本。此方法會克隆出一個空的hashtable。然後将主數組中的所有元素克隆一遍，放置到克隆對象的對應位置上。注意在克隆元素的時候，會将元素的後繼隊列元素，依次的克隆下去。接着初始化克隆對象的其他變量：置空keyset、entryset、values對象，設定modCount為0。

然後是重寫的tostring方法。這個方法邏輯也很簡單，就是依次周遊元素。最後生成一個類似于{“key1”=”value1”,“key2”=”value2”}的結構。有趣的是這裡需要調用key.tostring，倘若key是目前hashtable自己的話，就直接使用“(this map)”字元串。防止出現無限遞歸。

到這裡hashtable的主要邏輯就已經都介紹完了。其餘還包括一些keyset、valueSet的内部類、以及replaceAll、putIfAbsent等封裝方法。由于代碼邏輯簡單，數量較大，這裡就不一一列舉了。

總結：

1、Hashtable包括tostirng等方法在，幾乎所有對外api方法都是同步保護的，這就是為什麼很多人認為hashtable線程安全的原因。而在基礎上，對于同步方法所調用的private方法，則大多采用非同步的形式。因為這些方法，往往隻有一個public方法可以調用，這樣就做到了在安全的基礎上可以更快執行代碼。

2、hashtable的内部結構大緻如下，和早前的hashmap很像：

3、關于元素的取值，hashtable不允許key和value取值為null。是以get時，發現為null，即說明key元素不存在。同時hashtable在擴容是采用的是乘2加1的方式。這與有些容器直接乘2有所差別。

4、關于變量modCount的使用。我們可以看到這個方法中，每次在發生增删改的時候都會出現modCount++的動作。而modcount可以了解為是目前hashtable的狀态。每發生一次操作，狀态就向前走一步。(防盜連接配接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )設定這個狀态，主要是由于hashtable等容器類在疊代時，判斷資料是否過時時使用的。盡管hashtable采用了原生的同步鎖來保護資料安全。但是在出現疊代資料的時候，則無法保證邊疊代，邊正确操作。于是使用這個值來标記狀态。一旦在疊代的過程中狀态發生了改變，則會快速抛出一個異常，終止疊代行為（是以這種錯誤也叫做快速失敗fail—fast）：

本文轉自  zddnd   51CTO部落格，原文連結:http://blog.51cto.com/13013666/1949239