HashMap

Map实现类之一：HashMap

• 所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写：equals()和hashCode()
• 所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以，value所在的类要重写：equals()

• 一个key-value构成一个entry
• 所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
• HashMap 判断两个 key 相等的标准是：两个 key 通过 equals() 方法返回 true，hashCode 值也相等。
• HashMap 判断两个 value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

HashMap的存储结构

数组+链表 （jdk7及之前）

数组+链表+红黑树 （jdk 8）

HashMap添加元素的过程

HashMap map=new HashMap();

实例化后底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。

每个bucket中存储一个元素，即一个Entry对象，但每一个Entry对象可以带一个引用变量，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Entry链。而且新添加的元素作为链表的head。

...可能已经多次put...

map.put(key1,value1):

1. 调用key1所在类的HashCode()方法计算key1的哈希值

2. 此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置

   1).如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1（即entyr1）添加成功。 ---->情况1

   2).如果此位置已存在一个或多个数据（以链表形式存在），比较key1和已存在数据的哈希值

   • key1的哈希值与已存在数据的哈希值都不相同，添加成功。 ---->情况2
   • key1的哈希值与key2的哈希值相同，调用key1所在类的equals()方法
     • equals()返回false：此时key1-value1添加成功。 --->情况3
     • equals()返回true：value1替换value2

• 对于情况2、3添加成功的元素a与已存在的元素以链表形式存储—7上8下

  

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HashMap的扩容

jdk7及以前

•  DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16

•  DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75

•  threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12

•  TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8

•  MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

​ 当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数size)loadFactor 时 ， 就 会 进 行 数 组 扩 容 ， loadFactor 的默认值 (DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，那么当HashMap中元素个数超过\(16*0.75 = 12\)（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）的时候，就把数组的大小扩展为 \(2*16=32\)，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个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。

jdk8

相较于jdk7在底层实现方面的不同：

1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组

2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]

3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组

4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。

   4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素） 4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。