小時候媽媽都教過我們，不同的東西要放在不同的位置，需要時才能快速找到它。當然這個規則你必須記住，不然怎麼都找不到了。HashMap之所以能夠做到快速存、取，與我們下面要介紹的內容密切相關。
HashMap和HashSet是JavaCollection Framework的兩個重要成員，其中HashMap是Map接口的常用實現類，HashSet是Set接口的常用實現類。雖然HashMap和HashSet實現的接口規範不同，但它們底層的Hash存儲機制完全一樣，甚至HashSet本身就採用HashMap來實現的。讀者請注意，雖然集合號稱存儲的是Java對象，但實際上並不會真正將Java對象放入Set集合中，只是在Set集合中保留這些對象的引用而言。也就是說：Java集合實際上是多個引用變量所組成的集合，這些引用變量指向實際的Java對象。就像引用類型的數組一樣，當我們把Java對象放入數組之時，並不是真正把Java對象放入數組中，只是把對象的引用放入數組中，每個數組元素都是一個引用變量。
我們首先來談談HashMap。HashMap是基於哈希表的Map接口的實現，HashMap將Hash值映射到內存地址，直接取得Key所對應的數據。在HashMap中，底層數據結構使用的是數組，所謂的內存地址即數組的下標索引。總的來說，除了非同步和允許使用Null之外，HashMap類與Hashtable大致相同。
HashMap實際上是一個鏈表的數組。基於HashMap的鏈表方式實現機制，只要hashCode()和hash()方法實現得足夠好，能夠儘可能地減少衝突的產生，那麼對HashMap的操作幾乎等價於對數組的隨機訪問操作，具有很好的性能。但是，如果hashCode()或者hash()方法實現較差，在大量衝突產生的情況下，HashMap事實上就退化爲幾個鏈表，對HashMap的操作等價於遍歷鏈表，此時性能很差。
HashMap的一個功能缺點是它的無序性，即被存入到HashMap中的元素，在遍歷HashMap時，其輸出是無序的。如果希望元素保持輸入的順序，可以使用LinkedHashMap替代。
HashMap採用一種所謂的“Hash算法”來決定每個元素的存儲位置。
當程序試圖將多個key-value放入HashMap中時，如代碼清單3-45所示。
代碼清單3-45 HashMap初始化示例
HashMap<String , Double> map = new HashMap<String ,Double>();
map.put("xiao ming" , 80.0);
map.put("xiao hong" , 89.0);
map.put("xiaohua" , 78.2);
當程序執行map.put("xiao ming" ,80.0);時，系統將調用"xiao ming"的hashCode()方法得到其hashCode值——每個Java對象都有hashCode()方法，都可通過該方法獲得它的hashCode值。當我們得到這個對象的hashCode值之後，系統會根據該hashCode值來決定該元素的存儲位置。
我們來看一下HashMap源代碼中的put(K key,V value)方式，代碼如清單3-46所示。
代碼清單3-46 HashMap源代碼
public V put(K key, V value)
{
// 如果 key 爲 null，調用putForNullKey 方法進行處理
if (key == null)
returnputForNullKey(value);
// 根據 key 的 keyCode 計算 Hash 值
int hash =hash(key.hashCode());
// 搜索指定 hash 值在對應 table 中的索引
int i = indexFor(hash,table.length);
// 如果 i 索引處的 Entry 不爲 null，通過循環不斷遍歷 e 元素的下一個元素
for (Entry<K,V> e =table[i]; e != null; e = e.next)
{
Object k;
// 找到指定 key 與需要放入的 key 相等（hash 值相同
// 通過 equals 比較放回 true）
if (e.hash == hash&& ((k = e.key) == key
||key.equals(k)))
{
V oldValue =e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
// 如果 i 索引處的 Entry 爲 null，表明此處還沒有 Entry
modCount++;
// 將 key、value 添加到 i 索引處
addEntry(hash, key, value,i);
return null;
}
清單3-46代碼調用了一個hash方法用於生成hash值，它是一個純粹的數學方法，源代碼如清單3-47所示。
代碼清單3-47 HashMap的hash方法源代碼
static int hash(int h)
{
h ^= (h >>> 20) ^(h >>> 12);
return h ^ (h >>>7) ^ (h >>> 4);
}
感興趣的朋友，可以掃二維碼關注 麥克叔叔每晚十點說，一起交流討論。