HashMap底层原理

一、 重点

1. 数据结构：数组+链表（+红黑树）的形式

2. JDK1.7的时候使用的是头插法，在JDK1.8的时候使用尾插法

3. HashMap中的put()和get()的实现原理

4. 允许null键和null值，因为key值唯一（不能重复），因此，null键只有一个，也就是只允许有一个k为null。

5. HashMap 的实例有两个参数影响其性能：初始容量和加载因子。

6. 初始容量容量默认为 16

7. 加载因子： 0.75

8. 扩容的倍数是：2

二、HashMap中的put()和get()的实现原理

map.put(k,v)实现原理：

1. 首先将k,v封装到Node对象当中（节点）。

2. 然后它的底层会调用K的hashCode()方法得出hash值。

3. 通过哈希算法，找到对应的数组下标：

• 下标位置上没有键值对，直接将Node对象添加到该位置

• 下标位置上有键值对，判断是否有相同的键，如果有就更新该键对应的值，如果没有，则根据情况插入到链表尾部或树中。

• HashMap中put时，如果是红黑树，它和链表的实现是差不多，将k，v封装为红黑树节点（TreeNode），添加到红黑树中，在这过程中，会判断红黑树中是否存在当前k，如果存在就更新v，否则就直接插入，插入后会根据红黑树平衡的性质来进行平衡操作（左旋或右旋），不论是链表的插入还是红黑树的插入，每次插入之后都会判断元素是否超过了扩容阈值

map.get(k)实现原理：

1. 先调用k的hashCode()方法得出哈希值，并通过哈希算法转换成数组的下标。

2. 查找键值对

• 在计算出的索引位置上，遍历该位置上的链表或红黑树：

• 对于链表：逐个比较键对象的 equals() 方法，找到匹配的键值对。

• 对于红黑树：使用红黑树的查找方法，快速定位到匹配的键· 值对。

如果找到了匹配的键值对，返回对应的值，如果没有找到匹配的键值对，则返回 null

三、HashMap的数据存储结构

HashMap由数组（键值对entry组成的数组主干）+ 链表（元素太多时为解决哈希冲突数组的一个元素上多个entry组成的链表）+ 红黑树（当链表的元素个数达到8链表存储改为红黑树存储）进行数据的存储。

当数组的长度大于64 和 链表的节点达到8的时候 才转成红黑树

当红黑树的节点小于6的时候，转成链表

HashMap采用table数组存储Key-Value的，每一个键值对组成了一个Node节点（JDK1.7为Entry实体，因为jdk1.8加入了红黑树，所以改为Node）。Node节点实际上是一个单向的链表结构，它具有Next指针，可以连接下一个Node节点，以此来解决Hash冲突的问题。

知识点详解：https://www.bilibili.com/video/BV1JY4y1Y7NW/?spm_id_from=333.976.0.0&vd_source=4e1f9a4d10a2f15e1e0e08b73b99803b