走进科学之——为何刚初始化的HashMap的entrySet不为null

╰+攻爆jí腚メ 2023-06-27 03:41 2阅读 0赞

# 疑团重重 #

当你调试以下代码时，你会发现oldMap的entrySet不为null：

HashMap<Object,Integer> oldMap = new HashMap<Object,Integer>();
    System.out.println();//此处打断点

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
从图中可以看出，oldMap的各个成员都是刚初始化时的状态，除了entrySet这个成员不为null以外（后面有个`@500`，代表这个引用已经指向了某个对象了），但HashMap的默认构造器只是：

public HashMap() { 
            this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
        }

很明显，默认构造器只是初始化了`loadFactor`而已，肯定没有去初始化`entrySet`成员啊。

# 谜题揭秘 #

**其实是因为debug调试时，隐式地调用了AbstractMap的toString方法。**

如果你通过反射的方法来看：

HashMap<Object,Integer> map = new HashMap<>();
    
    Field entrySetField = HashMap.class.getDeclaredField("entrySet");
    entrySetField.setAccessible(true);
    Object entrySet = entrySetField.get(map);
    System.out.println("entrySet = " + entrySet);
    System.out.println("map.toString() = " + map.toString());
    entrySet = entrySetField.get(map);
    System.out.println("entrySet = " + entrySet);

你会发现打印结果为：

entrySet = null  //调用toString之前，entrySet还是为null的
    map.toString() = {}
    entrySet = []    //调用toString之后，entrySet就不为null了

从打印结果可以看出，调用toString之后，entrySet会被赋值，不再为null。

# 调用过程 #

首先，我们先来看看`map.toString() = {}`这句后面的大括号是怎么打印出来。首先`AbstractMap.toString()`会被调用：

//AbstractMap.java
        public String toString() { 
            Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();//调用entrySet方法返回值的iterator方法
            if (! i.hasNext())
                return "{}";
    
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append('{');//这不就是大括号吗
            for (;;) { 
                Entry<K,V> e = i.next();
                K key = e.getKey();
                V value = e.getValue();
                sb.append(key   == this ? "(this Map)" : key);
                sb.append('=');
                sb.append(value == this ? "(this Map)" : value);
                if (! i.hasNext())
                    return sb.append('}').toString();//这不就是大括号吗
                sb.append(',').append(' ');
            }
        }

再来看entrySet方法，它会创建成员内部类`EntrySet`的实例，然后赋值给HashMap的entrySet成员，这就是**刚创建的HashMap的entrySet不为null**的原因。内部类`EntrySet`的`Iterator`方法返回的EntryIterator迭代器，才让`AbstractMap.toString()`打印出了东西。

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { 
            Set<Map.Entry<K,V>> es;
            return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;//如果为null，创建这个内部类的实例
        }
    
        final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> { 
            public final int size()                 {  return size; }
            public final void clear()               {  HashMap.this.clear(); }
            public final Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() { 
                return new EntryIterator();
            }
            public final boolean contains(Object o) { 
                if (!(o instanceof Map.Entry))
                    return false;
                Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>) o;
                Object key = e.getKey();
                Node<K,V> candidate = getNode(hash(key), key);
                return candidate != null && candidate.equals(e);
            }
            public final boolean remove(Object o) { 
                if (o instanceof Map.Entry) { 
                    Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>) o;
                    Object key = e.getKey();
                    Object value = e.getValue();
                    return removeNode(hash(key), key, value, true, true) != null;
                }
                return false;
            }
            public final Spliterator<Map.Entry<K,V>> spliterator() { 
                return new EntrySpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);
            }
            public final void forEach(Consumer<? super Map.Entry<K,V>> action) { 
                Node<K,V>[] tab;
                if (action == null)
                    throw new NullPointerException();
                if (size > 0 && (tab = table) != null) { 
                    int mc = modCount;
                    for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { 
                        for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
                            action.accept(e);
                    }
                    if (modCount != mc)
                        throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }
        }

然后，我们先来看看`entrySet = []`这句后面的大括号是怎么打印出来。首先`AbstractCollection.toString()`会被调用：

//AbstractCollection.java
        public String toString() { 
            Iterator<E> it = iterator();
            if (! it.hasNext())
                return "[]";
    
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append('[');//这不就是中括号吗
            for (;;) { 
                E e = it.next();
                sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);
                if (! it.hasNext())
                    return sb.append(']').toString();//这不就是中括号吗
                sb.append(',').append(' ');
            }
        }

上面的`Iterator<E> it = iterator()`会调用到`EntrySet`内部类重写的`iterator`方法，所以这里返回的迭代器也是EntryIterator迭代器，但由于HashMap刚创建，迭代器根本没有元素可以迭代。

以上，就解释了为什么调试截图中oldMap的打印结果为`"{}"`，entrySet成员的打印结果是`"[]"`。

# 友情链接 #

[how and when HashMap initialize entrySet and add value into it][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200102200440758.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FubGlhbjUyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[how and when HashMap initialize entrySet and add value into it]: https://stackoverflow.com/questions/41714233/how-and-when-hashmap-initialize-entryset-and-add-value-into-it

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