HashMap的工作原理-hashcode和equals原理的再次深入

前言

首先再次强调hashcode （==）和equals的真正含义（我记得以前有人会说，equals是判断对象内容，hashcode是判断是否相等之类）：

equals：是否同一个对象实例。注意，是“实例”。比如String s = new String("test");  s.equals(s), 这就是同一个对象实例的比较；

等号(==)：对比对象实例的内存地址（也即对象实例的ID），来判断是否是同一对象实例；又可以说是判断对象实例是否物理相等；

Hashcode：我觉得可以这样理解：并不是对象的内存地址，而是利用hash算法，对对象实例的一种描述符（或者说对象存储位置的hash算法映射）——对象实例的哈希码。

为什么需要使用Hashcode，可以从java集合的常用需求来描述：

Java中的集合（Collection）有两类，一类是List，再有一类是Set。前者集合内的元素是有序的，元素可以重复；后者元素无序，但元素不可重复。

那么这里就有一个比较严重的问题了：要想保证元素不重复，可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢？这就是 Object.equals方法了。

但是，如果每增加一个元素就检查一次，那么当元素很多时，后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。

也就是说，如果集合中现在已经有1000个元素，那么第1001个元素加入集合时，它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。
  
于是，Java采用了哈希表的原理。哈希算法也称为散列算法，是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。可以这样简单理解，hashCode方法实际上返回的就是对象存储位置的映像。
   
这样一来，当集合要添加新的元素时，先调用这个元素的hashCode方法，就能定位到它应该放置的存储位置。

如果这个位置上没有元素，它就可以直接存储在这个位置上，不用再进行任何比较了；

如果这个位置上已经有元素了，就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就表示发生冲突了，散列表对于冲突有具体的解决办法，

但最终还会将新元素保存在适当的位置。这样一来，实际调用equals方法的次数就大大降低了，几乎只需要一两次。

简单归纳，hashmap的深入理解：

HashMap的数据结构是基于数组和链表的。（以数组存储元素，如有hash相同的元素，在数组结构中，创建链表结构，再把hash相同的元素放到链表的下一个节点）

hashMap的结构类似这样
  元素0-->[hashCode=0, key.value=x1的数据]
  元素1-->[hashCode=1, key.value=y1的数据]
  。。。。。。
  元素n-->[hashCode=n, key.value=z1的数据]

假设没有hashCode=1的元素加入，但是有两个hashCode=0的数据，它的结构就变成这样
  元素0-->[hashCode=0, key.value=x1的数据].next-->[hashCode=0, key.value=x2的数据]
  元素1-->[null]
  ......
  元素n-->[hashCode=n, key.value=z1的数据]

put和get都首先会调用hashcode方法，去查找相关的key，当有冲突时，再调用equals（这也是为什么刚开始就重温hashcode和equals的原因）！

HashMap基于hashing原理，我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，

让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。

HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。


当两个不同的键对象的hashcode相同时会发生什么？ 它们会储存在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals()方法用来找到键值对。