關於HashMap，你應該瞭解這些

HashMap是非常重要的數據結構,並且大部分面試都會問到，優秀的java程序員應當要對HashMap進行深入的瞭解，今天我們就來剖析一下它。

目錄

• HashMap簡介
• 成員變量
• get和put的流程
• hashMap相關的面試題
• 總結

一.簡介

首先，HashMap是一個無序key,value集合，它的底層存儲是由數組加鏈表和紅黑樹結構組成的的。在進行添加，刪除和查找時，效率非常高，如果不考慮哈希碰撞，一次定位就能完成操作，時間複雜度爲O(1)。
下面是一個默認長度的hashMap。

二.hashMap的成員變量

1.初始大小

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

這個是值是數組長度，也就是數組的初始最大行數，當然如果碰撞比較多，也有可能hashMap存了200個值，但是容量還是16。當然這不是理想狀態。

2.最大值

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

這個沒有什麼好說的，hashMap最大容量。

3.增長因子

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

增長因子，就是如果數組被佔用的大小超過當前大小的75%時，就進行擴容，按照當前容量二倍創建一個新的Entry,把舊Entry裏的值重新hash計算，放到新的Entry裏。

4.變樹閾值

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

jdk8對hashMap做的優化，當鏈表長度大於8時，鏈表轉換成紅黑樹，因爲紅黑樹的查詢效率是O（logn)，
而鏈表的查詢效率是O(n)

5.變鏈閾值

static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

當紅黑樹總元素數小於6時，再轉換成鏈表。因爲紅黑樹元素太少時，效率比較低，所以轉換成鏈表

三.HashMap的構造器

HashMap 提供了四個構造器，下面來一一看下。

1.HashMap()

使用默認的構造函數，構造一個初始容量爲16，增長因子爲0.75的空HashMap;

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

public HashMap() {
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 
}

2.HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

第一個參數是初始大小，第二個參數是增長因子，通過這兩個參數來構造一個空的HashMap。

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
    //判斷容量是否小於0
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                           initialCapacity);
    //判斷容量是否超過最大值
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    //判斷加載因子
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                           loadFactor);
    this.loadFactor = loadFactor;
    //計算下一次resize的閾值
    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}

3.HashMap(int initialCapacity)

一個參數的構造，通過初始增長因子構造一個空的HashMap，調用

HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)構造方法。
public HashMap(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}

4.HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

根據已有的Map接口創建一個元素相同的hashMap，使用默認的初始容量和增長因子。
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);
}

四.get和put方法

1.put方法

在HashMap插入值時，會判斷是否已經初始化，如果沒有初始化，就會創建一個長度爲16的Entry，設置增長因子，默認爲0.75。

然後判斷key是否是Null，如果是Null則放到0處，如果不是，則對其key進行hash，實際操作是高位與低位混淆後做求餘操作，然後，如果hash求出來的值與數組上的key值進行匹配，如果沒有匹配上，則放到對應的數組bucket位置；如果與之前可以匹配上了（即爲hash碰撞），則一一對比鏈表上的Key值是否相同，如果匹配上了則對當前位置的值進行修改，如果沒有匹配的key,則放到該鏈表的尾部。

2.get方法

在hashMap進行get操作時，先判斷key是否是null,如果是null則，直接取0處的bucket值，
如果不是則對key的hash值和數組上的每一個bucket的key的hash值對比沒如果相同，則循環鏈表並對比key值是否相同，如果都相同，則返回該位置的value，如果沒有相同的，則返回空。

五.HashMap相關的面試題

1.hashMap和hashtable區別
hashMap和Hashtable的內部結構基本一致。
1）hashMap支持null 作爲key，但hashtable不支持；
2）HashMap是非線程安全的數據結構，所以相對來說，存取速度比較快；而Hashtable是線程安全的，因爲hashtable的get、put等方法上添加了synchrounized的參數，對大部分方法上了排他鎖，也就是說，在一個線程訪問時其他線程都要等待。

但是如果數據量增大以後，HashTable的效率下降的比較快，所以如果你需要保證線程安全又要兼顧效率的話，從jdk1.6版本開始，java給提供了ConcurrentHashMap，它相對於hashtable的性能，做了優化，

它提出了分段鎖機制， 它默認分8個段，操作開始時，先判斷在那段內，然後操作時只鎖定該段的數據，這樣的話，只有訪問同一個段的線程纔回排隊等待，訪問不同段的線程之間互不衝突，這樣來說，相對於hashtable對多線程的操作的效率提升了至少8倍，多線程併發操作效率得到了極大的提高。

2.Map<String,Object> map = new HashMap<>(20)，問，該HashMap擴容了幾次？

答：擴容了0次，因爲它調用了HashMap的初始化方法，直接創建了一個長度爲32的HashMap，而不是一個一個添加值，添加了20次，所以它只擴容了1次。

3.Map<String,Object> map = new HashMap<>(28),問，這條語句java虛擬機做了什麼？

答：該語句創建了一個初始容量爲64的空格的HashMap,爲什麼是64而不是32呢，因爲它沒有傳加載因子，所以他的加載因子是0.75,28/32=0.875 ,已超過了0.75的閾值，所以自動擴容爲當前的二倍，創建了一個長度爲64的hashMap。

總結

今天對HashMap的實現原理進行了講解，希望本篇文章對大家的學習有所幫助，同時也歡迎評論指正，謝謝支持！