HashMap的底层分析

标题HashMap的底层结构

HashMap是基于哈希表的Map接口实现，以key-value的形式存在。在HashMap中，key-value总是以一个整体来处理
系统会根据hash算法来计算key-value的存储位置，我们总是可以通过key快速的存取value
**一：**定义
HashMap实现了Map接口，继承AbstractMap。其中Map接口定义了键映射到值的原则而AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作，其实AbstractMap类已经实现了Map。
二：构造函数
HashMap提供了三个构造函数
HashMap（）；构造一个默认初始容量（16）和默认因子（0.75）的空HashMap
HashMap（int initialCapacity）；构造一个带指定初始容量和默认加载因子（0.75）的空HashMap
HashMap（int initialCapacity, float loadFactor；）构造一个带指定初始因子和加载因子的空HashMap

参数中容量代表哈希表的桶的数量，也就是底层数据结构中数组的大小。加载因子是哈希表可以装多满的一种尺度
，衡量散列表的空间的实用程度，加载因子越大表示散列表的装填程度越高，反之越小。因子越大查找效率会变低。因子太小
空间使用率越低，因子系统默认加载因子为0.75，一般无需修改

三：数据结构
在Java中最常用的两种数据结构是数组和链表，几乎所有的数据结构都可以用这两种组合来实现，HashMap也是，实际上HashMap是一个“链表散列”，数据结构如下：

可以看出HashMap的底层还是数组，只是每一项都是一条链，所以说构造函数中的参数代表了该数组的长度，每次新建一个HashMap都会创建一个table数组，元素为装有key-value值的entry节点，其中还包括下一个节点next，下图是entry节点的数据结构：

四：存储过程
通过源码我们可以知道，1：判断key是否为空，若为空，直接调用putForNullKey方法。将null放在table的第一个位置中；2：不为空的话先计算key的hash值，然后根据hash值搜索在table中的索引位置，如果table数组在该位置处有元素则通过比较是否存在相同的key，存在则覆盖原来的value值，否则将该元素保存在链头（最先保存的放链尾）。若在该位置出没有元素，则直接保存。。。

注1：
这里为什么最先保存的放链尾呢？先看一下链是怎么产生的
系统总是将新的Entry对象添加到bucketIndex处。如果bucketIndex处已经有了对象，那么新添加的Entry对象将指向原有的Entry对象，形成一条Entry链，但是若bucketIndex处没有Entry对象，也就是e==null,那么新添加的Entry对象指向null，也就不会产生Entry链了。

五：获取过程
通过key的hash值找到table中数组的索引出的entry，然后返回该key对应的value值

六：扩容问题
随着HashMap中元素的个数越来越多，产生的链表就会越来越长，会影响HashMap的效率，所以在某个临界点就必须扩容 这个临界就是HashMap中的 元素数量=table数组的长度*加载因子，扩大为原来容量的2倍
，扩容很繁琐，他需要重新计算HashMap中各个元素的位置，所以在初始化的时候如果知道元素数量，就要对HashMap的初始容量进行衡量