HashMap原理及面试题
hashMap 类图
图1
hashMap数据结构图
图2(注：该图实在网络上找的)
hashMap 变量初始值
// 默认的初始容量（必须是2的幂数）
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 16
// 最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 默认负载因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 树化临界值
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 取消树化临界值
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 容器可以树状化的最小表容量。（应该至少是4 * TREEIFY_THRESHOLD）
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
// 要调整大小的下一个大小值（容量×负载因子）。
int threshold;
实现逻辑
- 实例化时，可以指定初始容量和负载因子，将初始容量赋给threshold；
- put逻辑：
2.1 若数组为空则初始化数组；
2.2 计算key的hash值在数组中的位置，该位置若无值，则存放到该位置；
2.3 若该位置有值，且为树节点，则将put的数据加入树中；
2.4 若该位置有值，且不为树节点，则将put的数据加入链表的最后，并判断该链表是否达到树化条件；
2.5 若达到树化条件，则将链表转化为红黑树 - get逻辑：
3.1 计算入参key的hash，取数组中该位置的值；
3.2 判断该位置的值的key是否为入参的key，若不是，则执行以下步骤；
3.2 若该值为树节点，则遍历红黑树，取相应的树节点；
3.3 若该节点不为树节点，则遍历该链表，取与key相等的node； - remove逻辑：
4.1 获取入参key所对应的Node节点；
4.2 若Node为树节点，则调用node.removeTreeNode(this, tab, movable);移除树节点；
4.3 若Node在数组中，则直接将node位置置空，若在链表中则将node的下个节点指针赋给上个节点；
4.4 size做自减操作； - clear清空map逻辑：
5.1 将size置0；
5.2 遍历数组，将数组的每个位置置空； - resize扩容逻辑：resize方法主要分为两部分，一是数组的扩容，二是将迁移原数组的数据
6.1 数组容量默认为16，最大为1>>30，负载因子默认为0.75，
6.2 扩容的新数组是原数组的容量的2倍，并且下次扩容的阈值为新数组容量×负载因子；
6.3 迁移原数据：结点在新数组中的位置只有两种，原下标位置或原下标+旧数组的大小；
6.4 扩容时可能将树转换为链表。 - hash实现：
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
通过key的hashCode()的高16位去异或低16位；因为表使用的是2次幂掩码，因此这样做可以减少碰撞。
面试常问
1. HashMap数据结构？
在jdk8中，HashMap的数据结构变为数组+单链表+红黑树的结构，如图2；
并且单链表使用的是尾插法。
2. HashMap工作原理？
调用hash方法计算key的hash以确定在数组中的位置，若该位置不存在值，则插入到该位置；若该位置存在值，即发生碰撞，即判断该位置的节点是否为树节点，若为树节点，则调用添加树节点方法，若不为树节点，则遍历单链表，比对插入的key是否存在，若存在则替换value的值，若不存在则插入到单链表的尾部，若单链表的长度大于等于8则将链表转化为红黑树，最后size自加，并判断数组是否需要扩容，需要则调用resize方法进行扩容。
3. HashMap的数组扩容实现？
数组扩容分为两部分，第一部分是确定扩容后新数组的长度以及下次扩容的阈值，第二部分是将原数组中的值迁移到新的数组；
计算扩容数组的长度，新数组的长度扩容到原数组的长度的二倍，但不能超过2的30次幂；
下次扩容的阈值为新数组长度乘以负载因子，并且不能大于Integer的最大值；
迁移原数据，遍历原数组，重新计算节点在新数组的的位置，若是单链表则遍历单链表，若是 树节点，则调用树的拆分方法，将树拆分为上部和下部，若是树小于6则取消树化。
