深入理解HashMap

深入理解HashMap

• HashMap的存储结构是数组加链表，默认数组长度为16.
• HashMap的put原理为：根据key值获得hash值，再根据hash值和数组长度确定对应数组索引位置（按位与运算），如果不同的key映射到了数组的同一位置处，就将其头插入对应的单链表。
• HashMap的get原理为：通过hash获得数组位置后遍历该位置对应的链表

由于HashMap的发明者认为，后插入的Entry被查找的可能性更大，所以put时设计为头插法。

• 当HashMap达到默认负载因子（0.75）时自动双倍扩容，重新计算键值对位置。但数组长度必须为16或者2的幂次，这样容易使相应数据均匀分布。
• 因为HashMap没加锁，所以不是线程安全的，在高并发情况下，重哈希过程可能会形成链表环。
• 虽然HashMap是不安全的，但它执行效率较高，key-value都允许null值（其中key为null的map对象就在索引为0的位置上）。而对于HashTable而言，它也是数组加链表的底层结构，但它默认数组长度为11，key-value均不允许为null，因为加了synchronized修饰，所以HashTable是线程安全的，也因此降低了执行效率。
• 在HashMap不安全，HashTable性能低的情况下，可以使用ConcurrentHashMap。
  ConcurrentHashMap底层是一个Segment数组，数组中的每一个元素相当于一个HashMap。所以它在put，get时需要二次定位。
• 因为ConcurrentHashMap加了锁，所以它比HashMap安全，又因为它加的锁是分段的，hash值不同时，能实现并行插入，不像HashTable会锁住整个Map，所以它的性能比HashTable更高。

在JDK1.8中，为了提高查询效率，HashMap引入了红黑树，当某一链表的元素>8时，该链表就会转成红黑树。