八股训练营第 28 天 | HashMap 的底层实现是什么？解决 Hash 冲突的方法有哪些？HashMap 是如何解决 Hash 冲突的？HashMap 的 put 方法流程？HashMap 扩容

HashMap 的底层实现是什么？

HashMap 的底层实现是哈希表。在 jdk 1.8 之前是数组 + 链表，jdk 1.8 之后是数组 + 链表 + 红黑树。

当向 HashMap 中 put 元素时，会利用 key 的 hashCode 计算出当前元素在数组中的下标。然后将元素放入数组对应的下标位置中。

在存储时，如果数组该位置已经有元素，则判断 key 是否相同。如果 key 相同，则覆盖 value。否则将新元素插入链表或者红黑树中。

当从 HashMap 中获取元素时，直接去数组中找 key 的哈希值对应的下标。再进一步判断 key 是否相同，从而获取对应的值。

HashMap jdk 1.7 和 1.8 的区别：

• 1.7 使用数组 + 链表。是头插法。
• 1.8 使用数组 + 链表 + 红黑树。是尾插法。当链表长度大于 8、数组长度大于等于 64 时，会转化为红黑树。

解决Hash冲突的方法有哪些？HashMap 是如何解决 Hash 冲突的？

解决 Hash 冲突的方法有：

• 链地址法：在数组的每个位置维护一个链表。把冲突的元素放在链表的尾部。
• 开放寻址法：通过某种探测算法，在哈希表中寻找下一个空闲位置存储元素。

HashMap 采用链地址法。

HashMap 的 put 方法流程？

1. 判断 HashMap 中的数组长度是否为 0 或者 null，是的话就要执行 resize() 方法进行初始化。
2. 计算要插入的元素的 key 的哈希值得到数组索引，检查数组对应位置上是否已经有元素。如果没有元素，直接把要插入的元素放到这个位置。
3. 如果已经有元素，则检查数组对应位置的第一个元素的 key 是否与要插入的元素的 key 相同，如果相同则直接覆盖 value。
4. 如果不相同，则需要遍历链表或者红黑树。遍历过程中如果发现 key 相同则直接覆盖 value。否则在尾部插入。对于链表，如果发现链表长度大于 8，数组长度大于等于 64，还会将链表转换为红黑树。
5. 插入完毕后，检查 HashMap 的元素个数是否大于扩容阈值，如果大于，需要再对 HashMap 进行扩容。

HashMap 的扩容机制？

1. 生成新数组，长度为旧数组 2 倍。
2. 遍历旧数组每个位置上的链表或红黑树。
3. 如果是链表，则直接计算链表中每个元素在新数组长度下的下标，并将它们拷贝到新数组对应位置中去。
4. 如果是红黑树，则先遍历红黑树，计算红黑树中每个元素在新数组下的下标。
   • 统计新数组每个位置元素个数。
   • 如果大于 8，则生成一个红黑树，按红黑树的方式插入元素。
   • 如果小于 8，则说明红黑树会退化为链表，则生成一个链表，按链表的方式插入元素。
5. 转移完毕后，将新数组的引用赋值给 HashMap 的 table 属性。