HashMap底层原理

学过Java的朋友都知道，HashMap是众多集合之一，非常重要，是一个键值对的集合。下面我们来说一说HashMap的底层实现原理。

ArrayList是由动态数组实现，LinkedList是由链表实现，而HashMap是这两个是结合体，他是有线性链表实现的。

之所以叫它线性链表也是因为是由数组和链表共同组成

                                                                                                 线性链表

Entry就是每一个存入集合中的数据，每个Entry都是一个链表节点，这个节点中包含着一个键key，一个值value、只想下一节点的指针next和这个键所对应的哈希值。

1. 桶的概念

在HashMap集合中，有一个桶的概念，这个桶的概念就是数组中每一个单位，每一个元素。例如arr[0]、arr[n]…..这些都可已成为桶。我们一直再说HashMap，这个哈希就体现在这个地方，这个键值对存在那个桶里和哈希值有很大的关系，得到桶的下标主要有两种方式，一种是key%n求得的余数则为桶的下标，另有一种的key&n，相与结果位桶的下标。这里的n指的是当时数组的长度，默认为初始长度为16。

 

 

1. 插入方式

当有键值对存进来后，会先计算它应该在的桶，得到这个位置后，会放在里面。如果为空，则就放在第一个位置，但是当这个桶中已经有了一个Entry后，就会把新来的键值对插在前面，这种方式叫做头插法。

 

 

1. key为空时

在HashMap中是允许key为null的，当key为null时为默认存放在下标为0的桶中。

 

 

1. 扩容

随着存入的数据越来越多，每个桶中的来年表也会越来越长。链表的一个特点就是索引查找的的效率非常低这就导致了HashMap的效率也会变低，所以不应该在链表上存入大量数据，这时就需要随集合扩容。

在HashMap中有一个变量叫负载因子，他控制着集合何时需要扩容。负载因子的默认值为0.75，当size>(16*0.75)时就需要扩容了长度为默认长度的两倍，扩容结束后重新计算所有数据的桶，重新归位。

 

 

1. 链表转红黑树

从jdk1.8开始，一个桶的长度大于8时链表将会转换成红黑树。