HashMap原理

HashMap

基本数据结构

HashMap是由数组和链表组合构成的数据结构
数组里面的每个地方都存了Key-Value这样的实例，在Java7叫Entry而在Java8中叫Node

结构

数组

因为HashMap本身所有的位置都为null，在put插入Node的时候会根据key的hash去计算index值。index就是该Node所属于数组位置的下标

链表

数组的长度是有点，而在有限的长度里面我们使用Hash，Hash本身就存在概率性，就可能2个Node的Hash会有一致的概率，则2个相同hash的Node就形成了链表。每个node都会保存自身的hash，key，value以及下个节点。

节点插入方式

Java8之前是头插法，也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，因为源码的作者认为后来的值被查找的可能性更大一点，从而提升查找的效率。

因为resize的赋值方式，也就是使用了单链表的头插入方式，同一位置上新元素总会被放在链表的头部位置，在旧数组中同一条Entry链上的元素，通过重新计算索引位置后，有可能被放到了新数组的不同位置上。

在多线程的情况下 多个线程都调整完成，就可能出现环形链表

Java8之后都是采用尾部插入，尾插入的时候，在扩容链表元素原本的顺序，就不会出现链表成环的问题
也就是说原本是A->B，在扩容后那个链表还是A->B

• Java7在多线程操作HashMap时可能引起死循环，原因是扩容转移后前后链表顺序倒置，在转移过程中修改了原来链表中节点的引用关系。

• Java8在同样的前提下并不会引起死循环，原因是扩容转移后前后链表顺序不变，保持之前节点的引用关系。

扩容机制

数组的容量是有限的，数据多次插入，到达一定的数量就会进行扩容，也就是resize。
resize的时机
Capacity：HashMap当前的长度
LoadFactor：负载因子，默认值0.75

当前的最大容量MAXIMUM_CAPACITY位100，当你存进第76的时候，判断发现需要进行resize了，那就进行扩容，但是HashMap的扩容也不是简单的扩大点容量这么简单
扩容：创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍。
ReHash：遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组。
长度扩大后，Hash的规则也随之改变
Hash的公式—> index = HashCode（Key） & （Length - 1）
原来长度（Length）是8你位运算出来的值是2 ，新的长度是16你位运算出来的值明显不一样了。

初始化大小

HashMap的默认初始化长度是16

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

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。

通过Key的HashCode值去做位运算。
index的计算公式：index = HashCode（Key） & （Length- 1）

因为在使用是2的幂的数字的时候，Length-1的值是所有二进制位全为1，这种情况下，index的结果等同于HashCode后几位的值。

只要输入的HashCode本身分布均匀，Hash算法的结果就是均匀的。

这是为了实现均匀分布。

重写equals方法需要重写hashCode方法

因为在java中，所有的对象都是继承于Object类。Ojbect类中有两个方法equals、hashCode，这两个方法都是用来比较两个对象是否相等的。

在未重写equals方法我们是继承了object的equals方法，那里的 equals是比较两个对象的内存地址，显然我们new了2个对象内存地址肯定不一样

• 对于值对象，==比较的是两个对象的值
• 对于引用对象，比较的是两个对象的地址