Java集合基础之浅谈HashMap

补发：2019-7-20 学习日记之HashMap

1、HashMap的数据存储
HashMap类内部有一个Node节点类，类比C++中链表的实现原理，可以猜测到它的作用也是如此。
HashMap部分源码

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<K,V> next;

    Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        this.hash = hash;
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next;
    }

另外，HashMap类中还有这样一个成员table表：

transient Node<K,V>[] table;

显然，我们能感觉到HashMap使用了数组+链表的方式实现了存储数据，而数据（对象）存放的位置由它们的hashCode决定，也就是传说中的哈希表；

然后我大致浏览了一下HashMap和Map接口的源码，发现原来在Map接口中有这么一个接口

interface Entry<K,V> {
  
    K getKey();

    V getValue();

    V setValue(V value);
    }

这个接口的实现类的任务便是保存一个键值对，上面的Node类也实现了这个接口；那么HashMap如何保证Key唯一，才不存放重复的Entry<K,V>呢？
答：HashMap存储对象的过程可以大致这样理解：
1、判断Key是否已经存在，判断过程如下：
a)根据Key获取hashCode值，判断是否相同
b)若不同，则不为同一对象
若相同，则调用Key的equals方法进一步判断，若结果为true则为同一对象，反之亦然。
2、若Key未存在，则根据hashCode放到 table 数组中的某个位置；
然后，若table中已经存在的Key0的hashCode和新Key的值一样，即a情况出现，但b步骤
调用equals方法返回false时，Node的链表功能就有用了，新的 K,V对Key将放在Key0之后。
显然，我们应该尽量避免a情况（hashCode冲突）出现，因为链表的查找是很慢的，而数组查找很快。

2、关于HashMap迭代器的问题
首先，HashMap中没有迭代器，它继承于Map接口而不是Collection。
其次，先引出一个问题，既然Map存放的是K,V对，给我们一个Map，当我们想要知道它里面的Value值时，我们只要通过Key去get就可以了。那么问题来了，我们如何知道Map中有哪些Key呢？
So框架设计者在HashMap中设置了一个集合set

transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;

我们可以通过：
1、获取 entrySet
2、获取 entrySet的迭代器
来得到 Entry<K,V>对象，从而调用getKey(),getValue(),来完成HashMap的遍历；

那么还有一个小问题，既然迭代器只能迭代一次，那么通过HashMap中的 entrySet()方法得到的
Set被迭代了之后，再次获取,是不是不能迭代了？

HashMap<String,Integer> map
        = new HashMap<String,Integer>();
map.put("a",1);
map.put("b",2);
map.put("c",3);

Set set = map.entrySet();
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()){//开始迭代

    Entry entry = (Entry) it.next();
}
//第二次获取 Set集合 和 Iterator迭代器
Set set2 = map.entrySet();
Iterator it2 = set.iterator();// 还能迭代出数据吗？

答案肯定是能二次获取并迭代；
看源码：
获取Set

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
    Set<Map.Entry<K,V>> es;
    return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;// 注意这里！new 出新的 EntrySet
}

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();  // 注意这里！new 出新的 EntryIterator
    }

可以看到调用 HashMap的entrySet()方法时，每次反回的都是new出来新的 EntrySet，并且 EntrySet的 iterator() 方法返回的也都是新的迭代器，所以……懂了

最后，附上HashMap其它相关的知识：

• HashMap扩容机制

• HashMap为什么线程不安全 ？（基于jdk1.7）

• HashMap为什么线程不安全？（基于jdk1.7分析，延伸到jdk1.8）
  HashMap是线程不安全的，其主要体现：
  #1.在jdk1.7中，在多线程环境下，扩容时会造成环形链或数据丢失。
  #2.在jdk1.8中，在多线程环境下，会发生数据覆盖的情况。

总结：
1、HashMap数据结构用的是数组+链表（哈希表），存储的单元是Node<K,V>结点
2、遍历HashMap可以通过 entrySet()方法先获取EntrySet集合，再获取EntrySet的迭代器，再迭代即可实现遍历
3、今后在重写一个类的equals()方法时，应也重写其hashCode()方法和toString()方法，三点一线