Java学习---HashMap简介及源码学习

HashMap学习笔记

今天我们对HashMap进行一下学习，首先我们要对HashMap要有一个简单的认知，然后通过对源码的阅读，了解HashMap的实现方式以及应用场景。接下来我们要了解的内容包括：

1. 什么是HashMap
2. HashMap的数据结构组成
3. HashMap源码共读

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1：什么是HashMap

HashMap 是一个特殊的哈希表（散列表），其结构可以看成由数组+链表组成（jdk1.8之后又引入了红黑树）。
HashMap 存储的内容是键值对(key-value)映射，允许使用null键和null值，HashMap中的映射不是有序的。
HashMap 继承了AbstractMap类，实现了Map，Cloneable，Serializable接口。
HashMap是非线程安全的，也就是说在多线程的环境下，可能会存在问题。

2：HashMap的数据结构组成

在介绍HashMap数据结构组成之前，我们需要了解两个概念–>哈希表和哈希冲突。

哈希表（Hash table，也叫散列表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。

哈希冲突：当我们对哈希表做元素插入操作时，首先要对该元素进行哈希运算，得到一个存储地址，然后要进行插入，可是在插入时发现已经被其他元素占用，这就是哈希冲突。

哈希冲突的解决方案有多种:开放定址法（发生冲突，继续寻找下一块未被占用的存储地址），再散列函数法，链地址法，而HashMap即是采用了链地址法，也就是数组+链表的方式。如下图所示：

从上图我们可以看出HashMap底层实现还是数组，只是每个数组都是一条链。那么hashMap是如何实现这种数据结构的呢，我们一起看一下底层源码的实现方式。

3：HashMap源码

按照读源码的习惯，我们先来看一下HashMap的构造方法，
HashMap共有四个构造方法，如果用户在初始化一个HashMap时没有传入initialCopacity和loadFactor这两个参数（这两个参数分别是最大容量和负载因子），会调用无参的构造方法，在调用无参构造方法时initialCapacity默认为16，loadFactory默认为0.75f。

    /**
    * 默认构造函数
    */
    public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }
    
    /**
    *指定“容量大小”的构造函数
    */
    public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }
    
    /**
    *指定“容量大小”和“负载因子”的构造函数
    */
    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

     /**
     * 包含“子Map”的构造函数
     */
    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        putMapEntries(m, false);
    }