HashMap的实现原理，以及在JDK1.7和1.8的区别

 

1.JDK1.7    

    HashMap是Java中大家最常用的一个map实现类，其为键值对也就是key-value的形式。他的数据结构则是采用的位桶和链表相结合的形式完成了，即拉链法。具体如下图所示：

 

    HashMap里面存储的是静态内部类Entry的对象，这个对象其实也是一个key-value的结构。以下是Entry的源码：

 

 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        /** 指向下一个元素的引用 */
        Entry<K,V> next;
        int hash;

        /**
         * 构造方法为Entry赋值
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }
        ...
        ...
 } 

1.1、HashMap的存取过程

// 存储时:
int hash = key.hashCode(); // 1个key对应一个固定的hash值
int index = hash % Entry[].length;
Entry[index] = value;

// 取值时:
int hash = key.hashCode();
int index = hash % Entry[].length;

return Entry[index];

    如果两个key通过int index = hash % Entry[].length得到了相同的index，就会跟在之间那个entry连接在后面，也就是按照顺序存储在后面的链表中，也就是解决hash冲突的拉链法。

1.2、HashMap的get() 方法

    由于可能会出现的Hash冲突，所以java采用了链地址法来处理冲突，首先会通过hashcode来查到对应的Entry对象，如果找到了之后发现这个链表上链接了多个Entry对象，则再调用equals方法对value进行逐一比较。但是如果当链表过长后，HashMap就会自动将链表转化为红黑树，以提高查找效率。

    当链表数组的容量超过初始长度的0.75之后，再散列就会将该链表再扩大2倍，创建一个新的2倍长的链表，然后再讲数据逐个搬迁复制到新链表中去。

1.3、扩容时调用resize(）

    其默认的大小是16，一旦>0.75*16之后，就会调用resize(）进行扩容，扩容非常耗时，所以如果需要保存较多的话，最好在创建一开始就制定好HashMap的初始容量。

2.JDK1.8

    采用的是位桶数组，其底层采用红黑树。

 

transient Node<k,v>[] table;//存储（位桶）的数组</k,v>

    默认的加载因子是0.75，如果不扩容，链表就会越来越长，查找起来因为要逐一equals进行比对，所以会慢很多。当然现在因为又采用了红黑树，相对来说比jdk1.7要好一些。扩容之后，会将原本的链表数组中的每个链表分为奇偶两个，分别挂在新链表的数组下的对应的散列位置。减少查找时间，提高效率。

2.1 jdk1.8的最大区别就在于底层的红黑树策略。

    相对于JDK1.7，

HashMap处理hash冲突时，会首先存放在链表中去，

但是一旦链表中的数据较多(即>8个)之后，就会转用红黑树来进行存储，优化存储速度。

红黑树O(lgn)。如果是链表。一定是O(n)。

 

HashMap在jdk1.8之后引入了红黑树的概念，表示若桶中链表元素超过8时，会自动转化成红黑树；若桶中元素小于等于6时，树结构还原成链表形式。

原因：

红黑树的平均查找长度是log(n)，长度为8，查找长度为log(8)=3，链表的平均查找长度为n/2，当长度为8时，平均查找长度为8/2=4，这才有转换成树的必要；链表长度如果是小于等于6，6/2=3，虽然速度也很快的，但是转化为树结构和生成树的时间并不会太短。

还有选择6和8的原因是：

中间有个差值7可以防止链表和树之间频繁的转换。假设一下，如果设计成链表个数超过8则链表转换成树结构，链表个数小于8则树结构转换成链表，如果一个HashMap不停的插入、删除元素，链表个数在8左右徘徊，就会频繁的发生树转链表、链表转树，效率会很低。