1 public V put(K key, V value) {2         if (key == null) //如果键为null的话，调用putForNullKey(value)3             return putForNullKey(value);4         int hash = hash(key.hashCode());//根据键的hashCode计算hash码5         int i = indexFor(hash, table.length);6         for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { //处理冲突的，如果hash值相同，则在该位置用链表存储7             Object k;8             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { //如果key相同则覆盖并返回旧值9                 V oldValue = e.value;
10                 e.value = value;
11                 e.recordAccess(this);
12                 return oldValue;
13             }
14         }
15
16         modCount++;
17         addEntry(hash, key, value, i);
18         return null;
19     }

　　我们慢慢的来分析这个函数，第2和3行的作用就是处理key值为null的情况，我们看看putForNullKey(value)方法：

 1 private V putForNullKey(V value) {2         for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {3             if (e.key == null) {   //如果有key为null的对象存在，则覆盖掉4                 V oldValue = e.value;5                 e.value = value;6                 e.recordAccess(this);7                 return oldValue;8             }9         }
10         modCount++;
11         addEntry(0, null, value, 0); //如果键为null的话，则hash值为0
12         return null;
13     }

　注意：如果key为null的话，hash值为0，对象存储在数组中索引为0的位置。

　　我们再回去看看put方法中第4行，它是通过key的hashCode值计算hash码，下面是计算hash码的函数：

1  //计算hash值的方法 通过键的hashCode来计算
2     static int hash(int h) {
3         // This function ensures that hashCodes that differ only by
4         // constant multiples at each bit position have a bounded
5         // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
6         h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
7         return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
8     }

　　得到hash码之后就会通过hash码去计算出应该存储在数组中的索引，计算索引的函数如下：

1     static int indexFor(int h, int length) { //根据hash值和数组长度算出索引值
2         return h & (length-1);  //这里不能随便算取，用hash&(length-1)是有原因的，这样可以确保算出来的索引是在数组大小范围内，不会超出
3     }

　　这个方法非常巧妙，它通过 h & (table.length -1) 来得到该对象的保存位，而HashMap底层数组的长度总是 2 的n 次方，这是HashMap在速度上的优化。

当length总是 2 的n次方时，h& (length-1)运算等价于对length取模，也就是h%length，但是&比%具有更高的效率。

　　这看上去很简单，其实比较有玄机的，我们举个例子来说明：

　　假设数组长度分别为15和16，优化后的hash码分别为8和9，那么&运算后的结果如下：

       h & (table.length-1)                     hash                             table.length-1

       8 & (15-1)：                                 0100                   &              1110                   =                0100

       9 & (15-1)：                                 0101                   &              1110                   =                0100

       ———————————————————————————————————————–

       8 & (16-1)：                                 0100                   &              1111                   =                0100

       9 & (16-1)：                                 0101                   &              1111                   =                0101

　　从上面的例子中可以看出：当它们和15-1（1110）“与”的时候，产生了相同的结果，也就是说它们会定位到数组中的同一个位置上去，这就产生了碰撞，8和9会被放到数组中的同一个位置上形成链表，那么查询的时候就需要遍历这个链 表，得到8或者9，这样就降低了查询的效率。同时，我们也可以发现，当数组长度为15的时候，hash值会与15-1（1110）进行“与”，那么 最后一位永远是0，而0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101这几个位置永远都不能存放元素了，空间浪费相当大，更糟的是这种情况中，数组可以使用的位置比数组长度小了很多，这意味着进一步增加了碰撞的几率，减慢了查询的效率！而当数组长度为16时，即为2的n次方时，2ⁿ-1得到的二进制数的每个位上的值都为1，这使得在低位上&时，得到的和原hash的低位相同，加之hash(int h)方法对key的hashCode的进一步优化，加入了高位计算，就使得只有相同的hash值的两个值才会被放到数组中的同一个位置上形成链表。

　　 所以说，当数组长度为2的n次幂的时候，不同的key算得得index相同的几率较小，那么数据在数组上分布就比较均匀，也就是说碰撞的几率小，相对的，查询的时候就不用遍历某个位置上的链表，这样查询效率也就较高了。

　　上面说明了前面所说的HashMap容量 总是取2的指数次幂的原因。下面我们继续回到put方法里面，前面已经计算出索引的值了，看到第6到14行，如果数组中该索引的位置的链表已经存在key 相同的对象，则将其覆盖掉并返回原先的值。如果没有与key相同的键，则调用addEntry方法创建一个Entry对象，addEntry方法如下：

1 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
2         Entry e = table[bucketIndex]; //如果要加入的位置有值，将该位置原先的值设置为新entry的next,也就是新entry链表的下一个节点
3         table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
4         if (size++ >= threshold) //如果大于临界值就扩容
5             resize(2 * table.length); //以2的倍数扩容
6     }

　　参数bucketIndex就是indexFor函数计算出来的索引值，第2行代码是取得数组中索引为bucketIndex的Entry对 象，第3行就是用hash、key、value构建一个新的Entry对象放到索引为bucketIndex的位置，并且将该位置原先的对象设置为新对象 的next构成链表。

　　第4行和第5行就是判断put后size是否达到了临界值threshold，如果达到了临界值就要进行扩容，HashMap扩容是扩为原来的两倍。resize()方法如下：

 1     void resize(int newCapacity) {2         Entry[] oldTable = table;3         int oldCapacity = oldTable.length;4         if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {5             threshold = Integer.MAX_VALUE;6             return;7         }89         Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
10         transfer(newTable);//用来将原先table的元素全部移到newTable里面
11         table = newTable;  //再将newTable赋值给table
12         threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);//重新计算临界值
13     }

　　扩容是需要进行数组复制的，上面代码中第10行为复制数组，复制数组是非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

　　总结：以前对HashMap和HashTable的区别总是要死记，而且容易忘记。分析完源码之后他们之前的区别都知道了，连细微的区别都能够清楚，而且是记忆深刻。所以研究一下源码，学习一下别人的设计思路可以学到很多东西的。