hashmap详解

一.hashmap的数据结构

　　

　　HashMap采取数组加链表的存储方式(哈希表)来实现。亦即数组（散列桶）中的每一个元素都是链表

二.hashmap的构造函数

　　HashMap()：构造一个具有默认初始容量 (16) 和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap。

　　HashMap(int initialCapacity)：构造一个带指定初始容量和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap。

　　HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)：构造一个带指定初始容量和加载因子的空 HashMap。

三.hashmap的存取实现

　　Entry是HashMap的内部类。包含四个值（next，key，value，hash），其中next是一个指向 Entry的指针，key相当于上面节点的值 value对应要保存的值，hash值由key产生，hashmap中要找到某个元素，需要根据hash值来求得对应数组中的位置，然后在由key来在链表中找Entry的位置。

1.Put方法的原理

调用Put方法的时候发生了什么呢？

比如调用 hashMap.put("apple", 0) ，插入一个Key为“apple"的元素。这时候我们需要利用一个哈希函数来确定Entry的插入位置（index）：

index =  Hash（“apple”）

假定最后计算出的index是2，那么结果如下：

但是，因为HashMap的长度是有限的，当插入的Entry越来越多时，再完美的Hash函数也难免会出现index冲突的情况。比如下面这样：

这时候该怎么办呢？我们可以利用链表来解决。

HashMap数组的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头节点。每一个Entry对象通过Next指针指向它的下一个Entry节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需要插入到对应的链表即可：

需要注意的是，新来的Entry节点插入链表时，使用的是“头插法”。至于为什么不插入链表尾部，后面会有解释。

2.Get方法的原理

使用Get方法根据Key来查找Value的时候，发生了什么呢？

首先会把输入的Key做一次Hash映射，得到对应的index：

index =  Hash（“apple”）

由于刚才所说的Hash冲突，同一个位置有可能匹配到多个Entry，这时候就需要顺着对应链表的头节点，一个一个向下来查找。假设我们要查找的Key是“apple”：

 

第一步，我们查看的是头节点Entry6，Entry6的Key是banana，显然不是我们要找的结果。

第二步，我们查看的是Next节点Entry1，Entry1的Key是apple，正是我们要找的结果。

之所以把Entry6放在头节点，是因为HashMap的发明者认为，后插入的Entry被查找的可能性更大。

四.hashmap的初始大小

table初始大小并不是构造函数中的initialCapacity，而是 >= initialCapacity的2的n次幂！

index = HashCode（Key） & （Length - 1）

长度16或者其他2的幂，Length-1的值是所有二进制位全为1，这种情况下，index的结果等同于HashCode后几位的值。只要输入的HashCode本身分布均匀，Hash算法的结果就是均匀的。

五.初始容量、扩容和加载因子

在这里提到了两个参数：初始容量，加载因子。这两个参数是影响HashMap性能的重要参数，其中容量表示哈希表中桶的数量，初始容量是创建哈希表时的容量。加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度，它衡量的是一个散列表的空间的使用程度，负载因子越大表示散列表的装填程度越高，反之愈小。

因此如果负载因子越大，对空间的利用更充分，然而后果是查找效率的降低；

如果负载因子太小，那么散列表的数据将过于稀疏，对空间造成严重浪费。系统默认负载因子为0.75，一般情况下我们是无需修改的

为了保证HashMap的效率，系统必须要在某个临界点进行扩容处理。该临界点在当HashMap中元素的数量等于table数组长度*加载因子。但是扩容是一个非常耗时的过程，因为它需要重新计算这些数据在新table数组中的位置并进行复制处理。所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

扩容总结:

1.Hashmap在插入元素过多的时候需要进行Resize，Resize的条件是

HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor。

2.Hashmap的Resize包含扩容和ReHash两个步骤，ReHash在并发的情况下可能会形成链表环。

六.hashmap与treemap的区别？

TreeMap与HashMap的不同：表象上时TreeMap可以对Key进行排序，原因时TreeMap使用的时“红黑树”的二叉树结构储存Entry，也就是排序二叉树，左边恒放比此值小的数右边恒放比此值大的树，按照当前节点值与传入查询值的比较进行判断决定其存放位置/查询其数值；

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七、jdk1.7和1.8的区别

　　1.8引入了红黑树，当链表长度大于8的时候会自动转化为红黑树