<a target=_blank id="viewpost1_TitleUrl" href="http://www.blogjava.net/dongbule/archive/2011/02/15/344387.html">java數據結構-HashMap</a> <div class="postText">一直以來似乎都有一個錯覺，認爲map跟其他的集合類一樣繼承自Collection，其實不然，Map和Collection在結構層次上是沒有任何關係的，通過查看源碼可以發現map所有操作都是基於key-value對，而不是單獨的元素。
下面以HashMap爲例子，深入對Map的實現機制進行了解，在這個過程中，請打開jdk源碼。
<strong>Hash算法</strong>
HashMap使用Hash算法，所以在解剖HashMap之間，需要先簡單的瞭解Hash算法，Hash算法一般也成爲散列算法，通過散列算法將任意的值轉化成固定的長度輸出，該輸出就是散列值，這是一種壓縮映射，也就是，散列值的空間遠遠小於輸入的值空間。
簡單的說，hash算法的意義在於提供了一種快速存取數據的方法,它用一種算法建立鍵值與真實值之間的對應關係,(每一個真實值只能有一個鍵值,但是一個鍵值可以對應多個真實值),這樣可以快速在數組等裏面存取數據。
下面我們建立一個HashMap,然後往裏面放入12對key-value，這個HashMap的默認數組長度爲16，我們的key分別存放在該數組的格子中，每個格子下面存放的元素又是以鏈表的方式存放元素。
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
<span style="color: rgb(0, 0, 255);">public<span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> main(String[] args) {
Map map </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> HashMap();
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">What</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">You</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Don't</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Know</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">About</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Geo</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">APIs</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Can't</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Hurt</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">you</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">google</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">map</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">hello</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
}</span>
當我們新添加一個元素時，首先我們通過Hash算法計算出這個元素的Hash值的hashcode，通過這個hashcode的值，我們就可以計算出這個新元素應該存放在這個hash表的哪個格子裏面，如果這個格子中已經存在元素，那麼就把新的元素加入到已經存在格子元素的鏈表中。
運行上面的程序，我們對HashMap源碼進行一點修改，打印出每個key對象的hash值
What-->hash值：8
You-->hash值：3
Don't-->hash值：7
Know-->hash值：13
About-->hash值：11
Geo-->hash值：12
APIs-->hash值：1
Can't-->hash值：7
Hurt-->hash值：1
you-->hash值：10
google-->hash值：3
map-->hash值：8
hello-->hash值：0
計算出來的Hash值分別代表該key應該存放在Hash表中對應數字的格子中，如果該格子已經有元素存在，那麼該key就以鏈表的方式依次放入格子中
<img width="616" height="193" alt="" src="http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/dongbule/jar/hashmap1.png" />
從上表可以看出，Hash表是線性表和鏈表的綜合所得，根據數據結構的定義，可以得出粗劣的結論，Hash算法的存取速度要比數組差一些，但是比起單純的鏈表，在查找和存取方面卻要好多。
如果要查找一個元素時，同樣的方式，通過Hash函數計算出這個元素的Hash值hashcode，然後通過這個hashcode值，直接找到跟這個hash值相對應的線性格子，進如該格子後，對這個格子存放的鏈表元素逐個進行比較，直到找到對應的hash值。
在簡單瞭解完Hash算法後，我們打開HashMap源碼
<strong>初始化HashMap</strong>
下面我們看看Map map = new HashMap();這段代碼究竟做了什麼，發生了什麼數據結構的變化。
HashMap中幾個重要的屬性
transient Entry[] table;
用來保存key-value的對象Entry數組，也就是Hash表
transient int size;
返回HashMap的鍵值對個數
final float loadFactor;
負載因子，用來決定Entry數組是否擴容的因子，HashMap默認是0.75f
int threshold;
重構因子，(capacity * load factor)負載因子與Entry[]數組容積的乘值
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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http://www.CodeHighlighter.com/
--><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">class</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> HashMap</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">extends</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> AbstractMap</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">implements</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Map</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, Cloneable, Serializable
{
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> threshold;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">float</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">transient</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[] table;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">float</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> DEFAULT_LOAD_FACTOR </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0.75f</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> DEFAULT_INITIAL_CAPACITY </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">16</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> HashMap(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> initialCapacity, </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">float</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor) {
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (initialCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> IllegalArgumentException(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Illegal initial capacity: </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">
initialCapacity);
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (initialCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (loadFactor </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">||</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Float.isNaN(loadFactor))
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> IllegalArgumentException(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Illegal load factor: </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">
loadFactor);
</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">//</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);"> Find a power of 2 >= initialCapacity</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">
</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">1</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">while</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> initialCapacity)
capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><<=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">1</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">this</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">.loadFactor </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor;
threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)(capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor);
table </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[capacity];
init();
}</span></div>以public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)構造函數爲例，另外兩個構造函數實際上也是以同種方式來構建HashMap.
首先是要確定hashMap的初始化的長度，這裏使用的策略是循環查出一個大於initialCapacity的2的次方的數，例如initialCapacity的值是10，那麼大於10的數是2的4次方，也就是16，capacity的值被賦予了16，那麼實際上table數組的長度是16，之所以採用這樣的策略來構建Hash表的長度，是因爲2的次方運算對於計算機來說是有相當的效率。
loadFactor，被稱爲負載因子，HashMap的默認負載因子是0.75f
threshold，接下來是重構因子，由負載因子和容量的乘機組成，它表示當HashMap元素被存放了多少個之後，需要對HashMap進行重構。
通過這一系列的計算和定義後，初始化Entry[] table;
<strong>put(key,value)</strong>
接下來看一對key-value是如何被存放到HashMap中：put(key,value)
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> V put(K key, V value) {
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> putForNullKey(value);
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash(key.hashCode());
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> i </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> indexFor(hash, table.length);
System.out.println(key</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">-->hash值：</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">i);</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">//</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">這就是剛纔程序打印出來的key對應hash值</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">
</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">for</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table[i]; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next) {
Object k;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e.hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ((k </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.key) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">||</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key.equals(k))) {
V oldValue </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.value;
e.value </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> value;
e.recordAccess(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">this</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldValue;
}
}
modCount</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
addEntry(hash, key, value, i);
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
}
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h) {
h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">20</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">12</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">7</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">4</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
}
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> indexFor(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h, </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> length) {
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (length</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">-</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">1</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
}</span></div>
這裏是整個hash的關鍵，請打開源碼查看一步一步查看。
<u>hash(key.hashCode())</u> 計算出key的hash碼 //對於hash()的算法，這裏有一篇分析很透徹的文章<<a target=_blank href="http://www.javaeye.com/topic/709945"></a><a target=_blank href="http://www.javaeye.com/topic/709945"></a><a target=_blank href="http://www.javaeye.com/topic/709945">HashMap hash方法分析</a>>
<u>indexFor(hash, table.length)</u> 通過一個與算法計算出來，該key應在存放在Hash表的哪個格子中。
<u>for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next)</u> 然後再遍歷table[i]格中的鏈表，判斷是否已經存在一樣的key，如果存在一樣的key值，那麼就用新的value覆蓋舊的value，並把舊的value值返回。
<u>addEntry(hash, key, value, i)</u> 如果經過遍歷鏈表沒有發現同樣的key，那麼進行addEntry函數的操作，增加當前key到hash表中的第i個格子中的鏈表中
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> addEntry(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash, K key, V value, </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> bucketIndex) {
Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table[bucketIndex];
table[bucketIndex] </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">(hash, key, value, e);
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (size</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> threshold)
resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">2</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table.length);
}</span></div><u>
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];</u> 創建一個Entry對象來存放鍵值（ps:Entry對象是一個鏈表對象）
<u>table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);</u> 將Entry對象添加到鏈表中
<u>if (size++ >= threshold) resize(2 * table.length);</u> 最後將size進行自增，判斷size值是否大於重構因子，如果大於那麼就是用resize進行擴容重構。
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newCapacity) {
Entry[] oldTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldTable.length;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Integer.MAX_VALUE;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
}
Entry[] newTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[newCapacity];
transfer(newTable);
table </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable;
threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)(newCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor);
}</span></div>
這裏爲什麼是否需要擴容重構，其實是涉及到負載因子的性能問題
<strong>loadFactor負載因子</strong>
上面說過loadFactor是一個hashMap的決定性屬性，HashSet和HashMap的默認負載因子都是0.75，它表示，如果哈希表的容量超過3/4時，將自動成倍的增加哈希表的容量，這個值是權衡了時間和空間的成本，如果負載因子較高，雖然會減少對內存空間的需求，但也會增加查找數據的時間開銷，無論是put()和get()都涉及到對數據進行查找的動作，所以負載因子是不適宜設置過高
<img width="496" height="250" alt="" src="http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/dongbule/jar/hashmap2.png" />
<strong>get(key)</strong>
接下來看看get(key)做了什麼
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> V get(Object key) {
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> getForNullKey();
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash(key.hashCode());
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">for</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table[indexFor(hash, table.length)];
e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next) {
Object k;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e.hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ((k </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.key) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">||</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key.equals(k)))
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.value;
}
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
}</span></div>
這些動作似乎是跟put(key，value)相識，通過hash算法獲取key的hash碼，再通過indexFor定位出該key存在於table的哪一個下表，獲取該下標然後對下標中的鏈表進行遍歷比對，如果有符合就直接返回該key的value值。
<strong>keySet()</strong>
這裏還涉及另一個問題，上面說了HashMap是跟set沒有任何親屬關係，但map也一樣實現了keySet接口，下面譜析一下keySet在hashMap中是如何實現的，這裏給出部分代碼，請結合源碼查看
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 255);"> public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> K next() {
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> nextEntry().getKey();
}
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> nextEntry() {
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (modCount </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> expectedModCount)
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ConcurrentModificationException();
Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> next;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> NoSuchElementException();
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ((next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) {
Entry[] t </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">while</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (index </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> t.length </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> t[index</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">]) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)
;
}
current </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e;
}</span></div>
代碼很簡單，就是對每個格子裏面的鏈表進行遍歷，也正是這個原因，當我們依次將key值put進hashMap中，但在使用map.entrySet().iterator()進行遍歷時候卻不是put時候的順序。
<strong>擴容</strong>
在前面說到put函數的時候，已經提過了擴容的問題
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (size</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> threshold)
resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">2</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table.length);</span></div>
這裏一個是否擴容的判斷，當數據達到了threshold所謂的重構因子，而不是HashMap的最大容量，就進行擴容。
<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--
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--><span style="color: rgb(0, 0, 0);">
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newCapacity) {
Entry[] oldTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldTable.length;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Integer.MAX_VALUE;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
}
Entry[] newTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[newCapacity];
transfer(newTable);
table </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable;
threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)(newCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor);
}
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> transfer(Entry[] newTable) {
Entry[] src </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable.length;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">for</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> j </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; j </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> src.length; j</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) {
Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> src[j];
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) {
src[j] </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">do</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> {
Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next;
</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> i </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable[i];
newTable[i] </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e;
e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> next;
} </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">while</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">);
}
}
}</span></div>
transfer方法實際上是將所有的元素重新進行一些hash，這是因爲容量變化了，每個元素相對應的hash值也會不一樣。
<strong>使用HashMap</strong>
1.不要再高併發中使用HashMap，HashMap是線程不安全，如果被多個線程共享之後，將可能發生不可預知的問題。
2.如果數據大小事固定的，最好在初始化的時候就給HashMap一個合理的容量值，如果使用new HashMap()默認構造函數，重構因子的值是16*0.75=12，當HashMap的容量超過了12後，就會進行一系列的擴容運算，重建一個原來成倍的數組，並且對原來存在的元素進行重新的hash運算，如果你的數據是有成千上萬的，那麼你的成千上萬的數據也要跟這你的擴容不斷的hash，這將產生高額的內存和cpu的大量開銷。
當然啦，HashMap的函數還有很多，不過都是基於table的鏈表進行操作，當然也就是hash算法，Map & hashMap在平時我們的應用非常多，最重要的是我們要對每句代碼中每塊數據結構變化心中有數。
上面主要是參考了jdk源碼，數據結構和一些相關資料本着好記性不如爛博客的精神記錄下來，希望朋友們如果發覺哪裏不對請指出來，虛心請教
</div></div>java數據結構-HashMap
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