一、HashMap基礎

    基本定義:根據源代碼的描述可知，HashMap是基于哈希表的Map接口的實現，其包含了Map接口的所有映射操作，并且允許使用null鍵和null值。

    與HashTable的區別:HashMap可以近似地看成是HashTable,但是它是非線程安全的，并且允許使用null鍵和null值，而這些都與HashTable恰巧相反。

    注:HashMap可以使用ConcurrentHashMap代替，ConcurrentHashMap是一個線程安全，更加快速的HashMap。

    存儲結構:HashMap的存儲結構其實就是哈希表的存儲結構(由數組與鏈表結合組成，稱為鏈表的數組)。如下圖所示:

    /**

    *Thetable,initializedonfirstuse,andresizedas

    *necessary.Whenallocated,lengthisalwaysapoweroftwo.

    *(Wealsotoleratelengthzeroinsomeoperationstoallow

    *bootstrappingmechanicsthatarecurrentlynotneeded.)

    */

    transientNode[]table;

    staticclassNodeimplementsMap.Entry{

    finalinthash;

    finalKkey;

    Vvalue;

    Nodenext;

    ...

    }

    HashMap的主干是一個Entry數組。Entry是HashMap的基本組成單元，每一個Entry包含一個key-value鍵值對。

    如上圖所示，HashMap中元素存儲的形式是鍵-值對(key-value對,即Entry對)，所有具有相同hashcode值的鍵(key)所對應的entry對會被鏈接起來組成一條鏈表，而數組的作用則是存儲鏈表中第一個結點的地址值。

    二、影響HashMap性能的因素

    在HashMap中，還存在著兩個概念，桶(buckets)和加載因子(loadfactor)。

    桶(buckets):上圖中的標有0、1、2、3、….、11所對應的數組空間就是一個個桶。

    加載因子(loadfactor):是哈希表在其容量自動增加之前可以達到多滿的一種尺度，默認值是0.75。

    根據源代碼中所述，影響HashMap性能有兩個因素:哈希表中的初始化容量(桶的數量)和加載因子。當哈希表中條目數超過了當前容量與加載因子的乘積時，哈希表將會作出自我調整，將容量擴充為原來的兩倍，并且重新將原有的元素重新映射到表中，這一過程成為rehash。看到這里，相必大家會發現rehash操作是會造成時間與空間的開銷的，因此為什么初始化容量與加載因子會影響HashMap的性能也就可以理解了。

    三、put/get方法實現原理

    put操作:HashMap在進行put操作的時候，會首先調用Key值中的hashCode()方法，用于獲取對應的bucket的下標值以便存放數據。

    HashMap通過key值的hashCode獲得了對應的bucket存儲空間的下標，然后進入bucket空間，通過鏈表遍歷的方式逐個查詢，看看鏈表中是否已經存在了這個key的鍵-值對，如果已經存在則用新值替換舊值，否則插入新的鍵-值對。

    看到這里，相信大家會發現，hashCode值相同的兩個值可能是不同的兩個對象，而當put進去的是另一個hashCode值相等的對象時，會發生沖突，而在HashMap中解決這種沖突的方法就是將hashCode值相同的key值所對應的key-value對串聯成一條鏈表，請見上面的HashMap數據結構圖。

    get操作:HashMap在進行get操作的時候，與put方法類似，會首先調用Key值中的hashCode()方法，用于獲取對應的bucket的下標值，找到bucket的位置后，再通過key.equals()方法找到對應的鍵-值對，從而獲得對應的value值。

    總結

    HashMap是基于hashing原理對key-value對進行存儲與獲取，當使用put()方法添加key-value對時，它會首先檢查hashCode的值，并以此獲得對應的bucket位置進行存儲，當發生沖突時(hashCode值相同的兩個不同key)，新的key-value對會以結點的形式添加到鏈表的末尾（先看看鏈表中是否已經存在了這個key，如果已經存在，則更新；否則就添加到鏈表的末尾）。而使用get()方法時，同樣地會根據key的hashCode值找到相應的bucket位置，再通過key.equals()方法找到對應的key-value對，最終成功獲取value值。

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