java学习之：HashMap源码分析

一、HaspMap集合简介

基于哈希表的 Map接口的实现。这种实现提供了所有可选的Map操作，并允许 null值和 null关键。（这 HashMap类大致相当于 Hashtable，除了它是不同步的，允许空值。）此外hashMap中的映射不是有序的。
在jdk1.8以前，HashMap由数组和链表组成，数组是HaspMap的主体，而链表则是为了解决哈希冲突而引入的结构。而在jdk1.8以后，HashMap引入了红黑树的数据结构，当链表的长度大于默认值8，并且当前数组的长度大于64时，当前索引位置的所有数据改为红黑树存储，引入红黑树的目的其实也是为了提升HaspMap的效率。

这里我们总结一下Map特点：
1、存取是无序的。
2、键值对都可以存储null,但是键位置只能有一个null
3、键位置是唯一的。
4、数据结构：链表+数组+红黑树（1.8以后的版本）
5、边界值>8 && 数组长度>64，链表转红黑树。

二、HashMap的数据结构

HashMap的数据结构：
jdk 1.8之前：数组+链表
jdk 1.8之后：数组+链表+红黑树

2.1 put操作

我们先来看一下HashMap的整个存储过程结构图：

我们在创建HashMap集合对象的时候，在jdk1.8之前，会在构造函数中创建一个长度是16的Entry[] table 用来存储键值对数据，而在1.8以后，构造方法中不再创建数组，而是在第一次调用put方法时创建数组，Node[] table用来存储键值对数据。赋值过程是在resize（）方法中。
如下图所示：

HaspMap的hash算法采用的是无符号右移+按位异或的操作，我们思考一下，为什么会做这样的设计呢？其实也不难理解，设计者肯定是希望我们计算出来hash值尽量的分布均匀，而如下图所示：这种将高位与低位的异或算法正是可以达到hash值分布均匀的效果。

在hashMap中，当我们在进行put操作时时候如果计算出来的hashCode一样时，这个时候我们会判断它的equal值是否相等,相等则覆盖掉原来存储的对象，不相等则使用链表结构储存，当我们的链表长度大小超过8，并且数组的长度大于64的时候，这个时候就会将链表转成红黑树。如下图所示：

2.2 扩容机制

HashMap 的大小默认初始值是16，并且默认的加载因子是0.75，当我们的存储数据占用的空间超过当前容量大小*0.75的时候，这时候就会触发扩容，扩容的规则：每一次扩容，容量增加一倍。

2.3 继承关系

下图是我们HashMap的一个简单的继承关系图：克隆接口和序列化接口我们这里不做概述，HashMap的大部分功能都已经被它的父类AbstracMap实现了,接口Map则给我们提供了常用的操作接口。

HashMap提供了很多的构造器，但是基本上我们自己在使用的时候都是使用的默认构造器，有参构造器其实就是设置初始化容量和加载因子的值，当我们在使用HashMap之前知道我们所存储对象的数量时，选择有参构造可以避免不必要的扩容从而提升我们集合存储的效率。在设置初始容量时，也是有讲究的，我们初始容量必须满足2^n，即使用户设置不满足这个规则，HashMap在后台也会自动匹配一个与其最相近的2的n次幂。如下图所示，当用户设置不满足2的n次幂时，tableSizeFor（）方法会匹配最相近的2的n次幂。