JDK8 HashMap源码 clone解析

分手后的思念是犯贱 2023-06-26 12:27 30阅读 0赞

# 分析源码 #

Returns a shallow copy of this `HashMap` instance: the keys and values themselves are not cloned.   
英文注释已经说了这个一个浅拷贝操作，但到底浅到什么程度呢，接下来本文将进行详细分析。

public Object clone() { 
            HashMap<K,V> result;
            try { 
                result = (HashMap<K,V>)super.clone();//.的优先级高，之后再强转。这个result确实是新创建的
            } catch (CloneNotSupportedException e) { 
                // this shouldn't happen, since we are Cloneable
                throw new InternalError(e);
            }
            result.reinitialize();
            result.putMapEntries(this, false);
            return result;
        }

`super.clone()`这句会调用到AbstractMap的clone方法：

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
            AbstractMap<?,?> result = (AbstractMap<?,?>)super.clone();
            result.keySet = null;
            result.values = null;
            return result;
        }

看起来AbstractMap的clone方法帮我们清空了keySet和values成员，这两个成员是作为视图来使用的，所以早点清空也好。

`super.clone()`这句会调用到Object的clone方法：

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

这下调到了native方法了，无法看实现了，那只好看看注释了：  
this method creates a new instance of the class of this object and initializes all its fields with exactly the contents of the corresponding fields of this object, as if by assignment; the contents of the fields are not themselves cloned. Thus, this method performs a “shallow copy” of this object, not a “deep copy” operation.   
英文注释说：克隆出来的对象的各个field，完全是通过this对象的各个field赋值过去的。所以如果某个field是引用类型，那么克隆对象的这个field指向的是同一个对象。

# 分析过程 #

*  执行完`result = (HashMap<K,V>)super.clone()`后，此时你如果判断`result == this`，那么将会返回false，说明最起码这两个引用指向的是不同的HashMap了。而根据上一章的分析，则此时`result`的各个field和`this`的各个field如果进行`==`判断，那么肯定都会返回true，这说明field的引用指向的是同一个对象。**此时，新HashMap`result`只是套了一个新壳子，里面的成员全是旧的。**
 *  执行完这句`result.reinitialize()`后，那么`result`的各个field全部会被设置为默认值（基本类型归零，引用类型为null）。**此时，新HashMap`result`的各个field全部会被设置为默认值，已经与旧的field无关了。**
 *  执行`result.putMapEntries(this, false)`时，由于putMapEntries的函数逻辑，会对table成员进行初始化（通过`else if (s > threshold) resize();`），并不断往table里添加元素。**此时，新HashMap`result`的table filed会被设置为新对象。**

# debug调试 #

import java.util.*;
    
    public class test2 { 
        public static void main(String[] args) { 
            HashMap<Object,Integer> oldMap = new HashMap<Object,Integer>();
            for(int i=0;i<12;i++){ 
                oldMap.put(new Object(),i);
            }
            HashMap<Object,Integer> newMap = (HashMap<Object,Integer>)oldMap.clone();//此处打断点，并force step into
            System.out.println();
        }
    }

下图看出，现在刚调用了`result = (HashMap<K,V>)super.clone();`，已经进入了HashMap的clone()源码了。下面刚执行完`result = (HashMap<K,V>)super.clone();`，即现在是把Object的native的clone方法返回值返回给了AbstractMap的clone方法，并返回到了HashMap的源码了。  
`this`就是oldMap，而`result`就是newMap。对比两个map的成员发现，两个table成员的编号都是`@501`，两个entrySet成员的编号都是`@502`，这说明两个table引用指向的是同一个对象，要是`==`判断，肯定会返回true的；entrySet同理。  
所以：**此时，新HashMap`result`只是套了一个新壳子，里面的成员全是旧的。**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
下图看出，现在刚调用了`result.reinitialize();`，这个函数会把所有成员置为默认值，引用类型置为null。所以`result`的table成员此时为null。但此时entrySet却很奇怪（`@517`，已经有值了），这是因为调试器隐式调用了toString方法所导致的，具体请看本人博客——[为何刚创建的HashMap的entrySet不为null][HashMap_entrySet_null]，这里你就当做提前给entrySet成员赋值吧。  
所以：**此时，新HashMap`result`的各个field全部会被设置为默认值，已经与旧的field无关了。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
下图看出，现在刚调用了`result.putMapEntries(this, false);`，**此时，新HashMap`result`的table filed会被设置为新对象。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
putMapEntries里使用oldMap的迭代器，迭代过程中调用putVal，putVal里会调用`newNode(hash, key, value, null)`创建新的Node实例，所以table成员里，各个Node对象也是各不相等的。

但Node实例的成员key和value成员却是相同引用（从下面的重复出现的`@6073f712`可以看出），因为当初调用`putVal(hash(key), key, value, false, evict);`时，就直接用的key和value的引用啊。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

# 浅的程度 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
到了虚线下面，左右两边的引用就是一样的了。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200102213731498.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[HashMap_entrySet_null]: https://blog.csdn.net/anlian523/article/details/103810314
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200102210153715.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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