HashMap的实现原理--链表散列

1.    HashMap概述

   HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

2.    HashMap的数据结构

   在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。这样的结构结合了链表在增删方面的高效和数组在寻址上的优势

hashmap结构：哈希表是由数组+链表组成的，数组的默认长度为16（可以自动变长。在构造HashMap的时候也可以指定一个长度），数组里每个元素存储的是一个链表的头结点。而组成链表的结点其实就是hashmap内部定义的一个类：Entity。Entity包含三个元素：key，value和指向下一个Entity的next

3.　　HashMap的存取

这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%（len-1）获得，也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中，12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。

HashMap的存储--put：

int hash = key.hashCode(); // 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值
int index = hash %（ Entry[].length-1）;
table[index] = value;//假定存储链表头结点的数组名为table

用table[index]表示通过hash值计算出来的、元素需要存储在数组中的位置。先判断该位置上有没有存有Entity,没有的话就创建一个Entity<k,v>对象，在该位置上插入，插入结束；如果有的话，通过链表的遍历方式去逐个遍历，通过equals方法将key和已有的key进行比较，看看有没有已经存在的key，有的话用新的value替换老的value；如果没有，则在table[index]插入该Entity，把原来在table[index]位置上的Entity赋值给新的 Entity的next，也即，新的Entity插入（put）的位置永远是在链表的最前面，这样插入结束。 

打个比方， 第一个键值对A进来，通过计算其key的hash得到的index=0，记做:table[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？HashMap会这样做:B.next = A,table[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,table[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。

注：null key总是存放在Entry[]数组的第一个元素。

扩展：

按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同。

如果两个不同对象的hashcode相同，就称为冲突。冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。覆盖了equals方法之后一定要覆盖hashCode方法，原因很简单，比如，String a = new String(“abc”);String b = new String(“abc”);如果不覆盖hashCode的话，那么a和b的hashCode就会不同，把这两个类当做key存到HashMap中的话就 会出现问题，就会和key的唯一性相矛盾。

 HashMap的读取--get:

先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表

public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        int hash = hash(key.hashCode());
        //先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;//显然，在寻找目标元素的时候，除了对比通过key计算出来的hash值，还会用双等或equals方法对key本身来进行比较，两者都为true时才会返回这个元素
        }
        return null;
}

更多详细资料请参考原文：http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593