HashMap的底层原理

一，HashMap概述

简单来说，HashMap的实现是"数组+链表"，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而设立的。

• 数组的优缺点：采用一段连续的存储单元来存储数据的，对于下标查找，它的时间复杂度为O(1);而对于删除，修改操作，涉及到数组元素的移动，其平均的时间复杂度为O(N)
• 链表的优缺点：在链表中查找一个元素的话，需要以遍历链表的方式去查找，时间复杂度为O(n);而对于删除，修改操作，仅需要处理节点间的引用，时间复杂度为O(1);

对于查找来说，数组更加的方便；对于删除，修改，链表更加的方便。

hash表的概述

hash表的本质就是一个数组，数组中的每一个元素被称为一个箱子(bin),箱子中存放的是键值对。

存储过程如下：

1. 根据k值计算他的哈希值h.
2. 假设箱子的个数为n,那么键值对就放在第(h%n)这个箱子中。
3. 如果这个箱子中已经有键值对，就使用开放寻址法或者拉链法(每个箱子其实是一个链表，属于同一个箱子的所有键值对都会排列在链表中)解决冲突。

hash表进行增删改操作时，性能十分之高，不考虑hash冲突的影响下，仅需一次定位即可，时间复杂度为O(1).

HashMap由Entry数组+链表组成，如下图所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

从上图我们可以发现HashMap是由Entry数组+链表组成的，一个长度为16的数组中，每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得，也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中，12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。

负载因子，是用来衡量哈希表的空/满程度，负载因子=总键值对/箱子个数。负载因子越大，意味着哈希表越满，越容易导致冲突，性能也就越低。