JDK中hashmap实现机制

软件中时间效率是一项衡量软件质量的关键指标，数据读入与查询是软件中做常用的操作。JDK1.8中hashMap是采用hash表存数据，使用hash表能够大大增强数据的查询效率。
hash表：是一个键值对（key，value），通过hash函数能够快速的找到所需的数据，即通过一个函数function（key）计算即可找到数据。
hash函数：hash函数算法属于商业型公司的核心资产，严格保密，一般使用者会用即可。如果hash函数做的特别好，数据散列无冲突，则需计算一次就可以找到相应的数据。
hash冲突：再好的hash函数，也会发生hash冲突。所谓的hash冲突就是根据key值计算出来的数据不是一个，而是两个或两个以上。

JDK1.7解决hash冲突的数据结构：数组+链表，如下图

这时查找数据时，通过哈希函数key值找到第一个数据后，进行比对，如果第一个数据不是所要的数据，沿着链表全局扫描，直到数据匹配为止。

JDK1.8解决hash冲突的数据结构：数组+链表+红黑树。jdk1.7在hash冲突时使用链表来解决冲突，如果要查找的数据在链表的最后一个，加入链表有n个结点，则需要比对n次。jdk1.8对此进行改进，当冲突数据结点小于8个时，使用链表，当大于8个时，则数据结构变为红黑树，因为使用排序树查找时速度要快很多。如下图所示：

为什么要用红黑树 ：通过排序树查找数据时，查找的次数和树的高度有关，在排序树中平衡二叉树的高度最低，也就是平衡二叉树查找效率最高，但是维护这个平衡二叉树的算法复杂，如增加一个数据节点，让这个树继续成为平衡二叉树需要做多次指针变换操作。红黑树是研究人员给出来的一种数据结构，这种数据结构类似与平衡二叉树，但不完全是平衡二叉树，它具有平衡二叉树同样的查找性能，同时维护平衡二叉树简单，最多经过三次旋转（结点之间的指针变换）即可完成红黑树的维护，至于为什么最多经过三次旋转即可达到平衡，有严格的数学证明过的。

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