HashMap

1.　　我们知道Map是一个 key-val 的集合，HashMap是基于Hash表的Map接口的非同步实现。

2.　　HashMap的基本数据结构是数组和链表。（借鉴一张图）

　　　

　　　HashMap的存储原理：声明一个下标范围比较大的数组来存储元素，另外设计一个哈希函数获得每一个元素的Key（关键字）的函数值（即数组下标，hash值）相对应，数组存储的元素是一个Entry类，这个类有三个数据域，key、value（键值对），next(指向下一个Entry)。 当两个key通过哈希函数计算相同时，则发生了hash冲突(碰撞)，HashMap解决hash冲突的方式是用链表。

　　　例如， 第一个键值对A进来。通过计算其key的hash得到的index=0。记做:Entry[0] = A。 
　　　第二个键值对B，通过计算其index也等于0， HashMap会将B.next =A,Entry[0] =B, 
　　　第三个键值对 C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方事实上存取了A,B,C三个键值对,它们通过next这个属性链接在一起。所以当hash冲突很多时，HashMap退化成链表。

3.　　HashMap的存储过程

　　　先判断键值对数组table[i] 是否为空否则进行扩容操作（resize（））；

　　　根据键值key计算hash值得到插入的数组索引i，如果table[i]==null，直接新建节点添加到最后一步，如果table[i]不为空进行下一步； 

　　　判断table[i]的首个元素是否和key一样，如果相同直接覆盖value，否则进行下一步，这里的相同指的是hashCode以及equals； 

　　　判断table[i] 是否为treeNode，即table[i] 是否是红黑树，如果是红黑树，则直接在树中插入键值对，否则进行下一步； 

　　　遍历table[i]，判断链表长度是否大于8，大于8的话把链表转换为红黑树，在红黑树中执行插入操作，否则进行链表的插入操作；遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可； 

　　　插入成功后，判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold，如果超过，进行扩容。

　　　HashMap取值过程：

　　　先通过key值进行哈哈希函数的运算得到hash值；

　　　调用getNode()，得到桶号；

　　　在桶里面找元素和key值相等的即可，未找到返回空。

4.　　HashMap的初始化容量为什么为2的次幂？

　　　因为在get（）方法中，获得元素的位置是通过(length- 1) & h 来得到的，其中 h:为插入元素的hashcode length:为map的容量大小。如果length为2的次幂 则length-1 转化为二进制必定是11111……的形式，在于h的二进制与操作效率会非常的快，而且空间不浪费。如果是其他的话，空间不够，碰撞的几率变大，查询变慢，空间会浪费。　　

5.　　为什么HashMap是非线程安全的？

　　　首先我们知道为了减少冲突，我们需要时刻留意当前的size是否太大，检查是否需要扩容，一旦超过设定的threshold，那么就要重新增大数组尺寸，此时所有元素都需要重新计算应该放置的下标。同时HashMap在扩容的时候，是通过重新创建一个新的hash表，把原来旧数组中的Entry一个个迁移到新数组的，注意一点就是计算在newTable中的位置，原来在同一条链上的元素可能被分配到不同的位置。

　　　单线程的情况resize（）是没有问题的，但是多线程的时候就可能会出现形成环形链表的情况，导致扩容失败。具体详细的图可以看https://blog.csdn.net/andy_budd/article/details/81413464

6.　　HashMap和HashTable的区别：

　　　HashTable 是不能接受NULL，NULL值组合的，而HashMap可以。（因为HashMap做了对应的NULL值处理，会把NULL值的键值对放到hashcode 为0 的链表里面）。

　　　HashTable是线程安全的，HashMap是线程非安全的。因为HashTable是synchronized，要想是HashMap线程安全Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);