为何要学习hashMap的源码
因为集合在我们工作和学习过程中都非常常见，且代码写的非常优雅，如果想要得到一份高工资的工作，且现在市
面上jdk1.8已经流行起来了，相信面试过程中越来越多的面试官会询问源码的知识，所有源码是我们必须去弄懂
的，接下来我们就来一起学习hashMap1.8的源源码前的设想问题
思考的问题
1. hashMap初始化大小是多少
2. hashMap结构是什么样子
3. 如果已经得知hashMap的数据结构是链表加数组，那我们如何去避免hash碰撞
4. hashMap在什么时候扩容
5. 扩容的的方式是什么
正式篇
hashMap的结构
1.在1.8中，hashMap的结构分成链表加数组和数组+红黑树，因为1.8的作者考虑到链表没有索引，遍历效率低
下，所以当链表长度大于 8 - 1 也就是 7 时，会转化成红黑树，那么当长度不足6时，又会将红黑树转化成链表 在
源码中 描述数据结构的样子是transient Node<K,V>[] table; 而node是一个单链表对象，所以结构是数组+链表
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static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; 树的临界点static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;非树的临界点 |
hash碰撞问题
1.既然已经知道了hashMap的结构，那么接下来，我们就来看看他如何放置hash碰撞问题，按照我们的设想，我
们可以让其对数组的长度取模，比如，数组的长度是16，我们可以用key的hash值对数组取模，取到的值是0-15正
好能落在数组的位置上，但这种方式并不能保证数字能够尽量分散的落在数组上，而过多的元素落在同一个节点上
就会导致形成的链表长度过长，而影响hashmap的取值速度，所以我们现在就来看看源码中是如何实现的
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public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);}static final int hash(Object key) {int h;return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);} if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)tab[i] = newNode(hash, key, value, null);static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 |
综合来看，此方法两个参数参与了运算
option1：hash值
option2：数组的长度-1 那么数组的长度是 ，且在源码注释处已经指出，数组的长度需要是2^n次幂，即偶数
一个int型的hash值 ，我们可以随机假设一个：
010101010101001010101010101010
那么它与一个偶数或者一个非偶数取&操作会是什么结果呢？
如果是和奇数取&那么得到的结果即可能是奇数，也可能是偶数，而如果和一个偶数&那么答案只能是一个偶数，
所以答案很明显，只有当数组的长度是偶数即2的n次幂时，此时才能保证得到的数字即可能是偶数也可能是奇数
那我们再来看第一个值，第一个值是hash值，hash值只能和数组的长度-1 运算，那么如果是假设直接拿hash值和
数组计算，相当于这个hash值只有几位参与了运算，其他位并没有参与运算，这样做可能也会使得不同的元素，得
到相同的结果(即最后几位相等，但前几位不同)，在源码中采用的办法是将hash值向右移动16位，得到他的高16
位，同时和低16 位取异或，这样就能保证整个hash值都参与了运算，那为啥取异或呢？因为异或可以使得得到的
0,1 二进制尽量的平均
举例
0 0 1 1
0 1 0 1 取&
0 0 0 1 0 的概率0.75 1 的概率0.25
0 0 11
0 1 0 1 取|
0 1 1 1 0 的概率0.25 1 的概率0.75
0 0 1 1
0 1 0 1 取^
0 1 1 0 的概率 0.5 1的概率0.5
hash的扩容方法
在 1.8中hashMap的扩容方法是由 resize方法决定的
此方法两个作用
1.初始化
2.扩容
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{for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {Node<K,V> e;if ((e = oldTab[j]) != null) {oldTab[j] = null;if (e.next == null)newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;else if (e instanceof TreeNode)((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);else { // preserve orderNode<K,V> loHead = null, loTail = null;Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;Node<K,V> next;do {next = e.next;if ((e.hash & oldCap) == 0) {if (loTail == null)loHead = e;elseloTail.next = e;loTail = e;} else {if (hiTail == null)hiHead = e;elsehiTail.next = e;hiTail = e;}} while ((e = next) != null);if (loTail != null) {loTail.next = null;newTab[j] = loHead;} if (hiTail != null) {hiTail.next = null;newTab[j + oldCap] = hiHead;}}}}} |
此方法就是决定扩容核心代码
首先遍历这个数组，遍历过程中有三段逻辑
1.看这个数组上的元素是否为null，如果是null，那么采用尾插法(1.7采用的是头插法，但头插在多线程情况下可能
出现链表的死循环，这里不作多解释)
2.如果是红黑树，那么按照红黑树的处理方式处理
3.如果数组上有元素，按照我们的想法，我们应当是重新计算这个key在数组中的位置
最核心的代码： 是 e.hash & oldCap
我们发现当它在计算时，它并没有直接和oldCap -1 计算& 而是直接和数组的长度计算
那么我们再次带入这个计算的方式看看这个精妙的算法是怎么回事：
当第一次扩容时，执行的resize方法
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if (oldCap > 0) {if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {threshold = Integer.MAX_VALUE;return oldTab;} else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)newThr = oldThr << 1; // double threshold} |
此时数组的长度已经扩大了两倍
新长度是32 ，老长度是16
0101010101010010101010101 0 1 0 1 0
0 1 1 1 1 老长度-1 //1
1 0 0 0 0 老长度 //2
0 1 1 1 1 1 新长度-1 //3
用 1,3对比，我们可以发现，数组移动不移动是看第五位是否是0 ，如果是0 ，不移动，如果不是0 ，新长度的值要
比原来的值 大16
用2,3 对比，如果第五5位是0，那么得到的结果就是0 ，如果第五位非0 ，那么得到的结果就不是0
1,3移动---> 第五位非0 ，且移动16 位 ---> 第五位 0 ， 不移动
2,3 ---> 第五位非0 ，知道要移动了，且在源码中可以发现，移动了16
第五位 0 ，不移动
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if (hiTail != null) {hiTail.next = null;newTab[j + oldCap] = hiHead;} |
所以移动不移动，只需要看倒数第五位即可，不得不说，hashMap这个设计很精妙
结束语
相信通过刚才的学习，同学们已经对hash的碰撞问题和hash的扩容方法有了一个具体的认识，希望大家继续认真
学习。