《HashMap的数据结构》

底层数据结构的组成

JDK 1.7——数组+单向链表(使用头插法)

JDK 1.8——数组+单向链表(使用尾插法)+红黑树

关键参数

1.table:保存KV键值对的数组(Node<K,V>类型)；Node<K,V>表示哈希表中的节点，K和V分别表示键和值的类型。当我们往HashMap中添加键值对时，会重新计算key的hash值，然后保存在table数组里。

 2.单向链表:Node<K,V>

当我们添加KV键值对时，会调用put方法，然后将key传给hash()函数

 在hash()方法中，首先判断key是否为null，如果key为null，算出来的hsah值就为0，此时计算出来的下标肯定就为0，那就将此元素放入数组下标为0的位置；如果下标不为null，就将key自己的哈希值赋值给h，然后将h右移16位（相当于除以2的16次方），再将h与原来的值进行异或运算，得到最终的哈希值。这样做的目的是降低哈希冲突。计算出key的哈希值后，就可以将元素存入数组中。但是具体存入什么位置，得调用putval()方法。

将计算出来的哈希值，value，key都传给putval()方法，首先声明临时数组tab，当前结点p，将table的引用传给tab，如果tab数组等于null(用无参构造方法，不给数组分配容量)，或者tab数组的长度等于0，就调用resize()方法对数组进行第一次扩容，然后拿到数组的长度。

resize()方法中， 刚开始给数组的长度默认分配16。

 给数组分配好长度后，就要考虑元素到底存在数组的哪个位置。通过数组的长度减一和hash值做"与"运算(数组长度必须为2的n次幂)计算出数组中的索引i，如果该位置为null，则直接将新节点插入到该位置。

 

如果该位置已经存在元素(此时产生下标冲突)，就先判断如果当前节点的hash值和计算出来的hsah值一样并且当前key和已存在节点的key一样，内容也一样，就做覆盖操作。

 

然后，再判断此节点类型，如果类型为树，就把此节点放入二叉查找树中。

 

否则就是链表类型，首先，初始化一个用于记录当前链表长度的变量binCount，然后循环，每次循环时先判断当前节点的下一个节点是否为空，如果为空，说明当前节点是链表的最后一个节点，可以将新节点插入到它的下一个节点的位置上，并且如果当前链表长度大于等于TREEIFY_THRESHOLD-1（TREEIFY_THRESHOLD是一个常量值为 8），则调用treeifyBin()方法将链表转换成红黑树，然后跳出循环。

 

在转为红黑树之前，会再判断如果数组的长度小于MIN_TREEIFY_CAPACITY(MIN_TREEIFY_CAPACITY是一个常量值为 64),则先不转换成红黑树，调用resize()方法对数组扩容。如果在相同位置上链表的长度超过8并且数组的长度超过64了，

此时，将链表转换成二叉数。

 3.LoadFactor:加载因子(填充因子) 

当添加第一个KV键值对时(使用无参构造方法):数组默认容量为16，加载因子为0.75。

加入元素，如果链表长度大于阈值(默认为8)并且数组长度小于64，会产生数组扩容。

添加元素后，当HashMap中的元素个数超过【数组大小×加载因子(LoadFactor)】时，原数组扩容2倍，例如：加载因子的默认值为0.75，数组容量默认为16，当HashMap中元素的个数超过16×0.75的时候，数组的容量扩容为32。

4.threshold：阈值(数组大小×加载因子(LoadFactor))

当数组的长度超过阈值时，调用resize()方法进行数组的扩容。

如果旧容量左移一位后小于最大容量（MAXIMUM_CAPACITY值为:2的30次方），并且旧容量大于或等于默认容量（DEFAULT_INITIAL_CAPACITY），则将新容量设置为旧容量左移一位(旧容量×2)。

总结：1.通过 & 运算确定元素在数组中的位置，会提高效率。

2.加载因子代表了HashMap对数组容量的使用率，加载因子越高，表示允许填满的元素就越多，集合的空间利用率就越高，但是冲突就会增加。