翻譯自http://coding-geek.com/how-do...
並在原文基礎上做了修改和補充
Java HashMap類實現了Map<K,V> 接口， 這個接口的幾個主要的方法如下：
• V put(K key, V value)
• V get(Object key)
• V remove(Object key)
• Boolean containsKey(Object key)
HashMap用一個內部類去存儲數據Entry<K, V>， 它就是一個簡單的鍵值對，同時有兩個額外的數據：
• 指向另一個entry的指針，有點類似於單向無序鏈表。
• hash值，這個是對應於K的hash 值，以避免每次HashMap使用時重新計算。
在JDK 7中，Entry的部分實現如下：
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;}
HashMap將數據存儲到多個Entry鏈表，然後每個鏈表都會註冊到Entry數組中去，對應於一個bucket。這初始數組的大小是16(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
HashMap中有一個桶(bucket)的概念, 其實這個桶就是entry數組(HashMap初始化的時候會創建一個固定大小的數組)中的一個元素，如下所示：
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
transient Entry[] table;有相同hash value的key都會被放到同一個桶中，然後entry之間通過指針相連，就組成了鏈表。當調用HashMap的put或者是get方法時，方法首先計算key的hash值，然後計算出到底是該屬於哪個bucket。找到桶之後，遍歷bucket對應的entry 鏈表，再找到對應的key值，鏈表裏面的查是通過key的equals方法完成的。該步驟的代碼如下所示（JDK 7）：
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}map 生成桶需要經過下面的3步：
• 首先獲取key的hash value。
• 然後會再次計算一次hash, 這樣做的目的是爲了避免hash函數將數據都放在同一個桶中（以下是JDK 7的實現，JDK 8做了簡化，原理一樣）。
/**
* Applies a supplemental hash function to a given hashCode, which
* defends against poor quality hash functions. This is critical
* because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
* otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
* in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
*/
static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
} 根據註釋, HashMap 會提供這樣的一個補充函數，它作用於HashCode， 就是爲了防止不穩定的hash函數造成的衝突。該函數稱爲‘擾動函數‘。
• 拿到重新計算的hash值之後, 再計算它對應的index，也就是該放到哪個桶裏面。
/**
* Returns index for hash code h.
*/
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}爲什麼需要重新計算hash？舉個栗子：
shinadata字符串的 HashCode的binary是 1000001111000010101000110010001，上述代碼中的length 就是數組（Entry[] table）的長度。（length – 1)=15，15的二進制是1111，如果不做rehash操作，此時1111高位補0，和1000001111000010101000110010001 做位與&運算，那麼shinadata 的HashCode 在計算過程中只有最後幾位能起作用，無論高位是多少，只要低位是相同的話，那麼最後的結果就相同了，這樣indexFor方法計算出的index值就容易產生衝突。擾動函數的作用就是爲了消除這方面的影響。
爲什麼內部數組的大小是2的冪？
假設數組大小是17，那麼掩碼值是16（size -1），二進制是0…010000， 現在對於任何哈希值h , h & 16 得到索引不是16就是0。那麼這就意味着，數組大小17，使用的桶只能是2個。但是要是用2的冪的值的話， 那就不同了，比如16，size - 1 = 15, 二進制是0…001111, h & 15 得到的索引值可以使 0~15。
這部分可以查看JDK 7的源碼。http://hg.openjdk.java.net/jd...
參考：
https://blog.csdn.net/wenyiqi...
https://www.zhihu.com/questio...
翻譯自http://coding-geek.com/how-do...
並在原文基礎上做了修改和補充
