HashMap之总结

HashMap

众所周知，HashMap是一个用于存储Key-Value键值对的集合，每一个键值对也叫做Entry（Java7叫Entry，Java8中叫Node）。这些个键值对（Entry）分散存储在一个数组当中，这个数组就是HashMap的主干。

如图，HashMap数组中的每一个元素的初始值都是Null。

对于HashMap，我们最常使用的是两个方法：Put 和 Get。

1.Put方法的原理

因为他本身所有的位置都为null，在put插入的时候会根据key的hash去计算一个index值。

现在比如hashMap.put（“apple”，520），我插入了为"apple"的元素，这个时候我们会通过哈希函数计算出插入的位置，假定最后计算出的index是2，那么结果如下：

因为HashMap的长度是有限的，当插入的Entry越来越多时，再完美的Hash函数也难免会出现index冲突的情况。

像上面这样有极端情况两个key也会hash到一个值上，那就形成了链表。HashMap数组的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头节点。每一个Entry对象通过Next指针指向它的下一个Entry节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需要插入到对应的链表即可。java8之前是头插法，就是说新来的值会取代原有的值，原有的值就顺推到链表中去，就像上面的例子一样，因为写这个代码的作者认为后来的值被查找的可能性更大一点，提升查找的效率。但是，在java8之后，都是所用尾部插入了。

2.Get方法的原理

首先会把输入的Key做一次Hash映射，得到对应的index：

index = Hash（“apple”）

由于刚才所说的Hash冲突，同一个位置有可能匹配到多个Entry，这时候就需要顺着对应链表的头节点，一个一个向下来查找。假设我们要查找的Key是"apple"：

第一步，我们查看的是头节点250，Key是iphone，显然不是我们要找的结果。

第二步，我们查看的是Next节点520，Key是apple，正是我们要找的结果。

之所以把250放在头节点，是因为HashMap的发明者认为，后插入的Entry被查找的可能性更大。

1. HashMap的默认初始化长度是16。

在JDK1.8的 236 行有1<<4就是16

我们在创建HashMap的时候，阿里巴巴规范插件会提醒我们最好赋初值，而且最好是2的幂。

这样是为了位运算的方便，位与运算比算数计算的效率高了很多，之所以选择16，是为了服务将Key映射到index的算法。所有的key我们都会拿到他的hash，我们通过Key的HashCode值去做位运算。

有如下的公式（Length是HashMap的长度）：

index = HashCode（Key） & （Length - 1）

下面我们以值为“book”的Key来演示整个过程：

1.计算book的hashcode，结果为十进制的3029737，二进制的101110001110101110 1001。

2.假定HashMap长度是默认的16，计算Length-1的结果为十进制的15，二进制的1111。

3.把以上两个结果做与运算，101110001110101110 1001 & 1111 = 1001，十进制是9，所以 index=9。

可以说，Hash算法最终得到的index结果，完全取决于Key的Hashcode值的最后几位。

文章中有借鉴"[敖 丙]"、"[程序员小灰]"的文章内容。