HashMap原理

先看看HashMap的结构图：

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1. 先来认识一下HashMap中定义的一些需要了解的成员变量

// hashMap数组的初始容量 16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
// 负载因子 0.75f;
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 树形化阈值 8
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 解除树形化阈值 6
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 树形化的另一条件 Map数组的长度阈值 64
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64
// 这个就是hashMap的内部数组了，而Node则是链表节点对象。
transient Node[] table;
// 数组扩容阈值。
int threshold;

initialCapacity 数组的初始容量为16。可以在构造方法中指定。必须是2的幂次方。(16 → 32 → 64 ...)

loadFactor 加载因子 0.75f。 所谓的加载因子就是HashMap的容量达到0.75时的时候会试试扩容resize(), (例：假设有一个 HashMap 的初始容量为 16 ，那么扩容的阀值就是 0.75 * 16 = 12 。也就是说，在你打算存入第 13 个值的时候，HashMap 会先执行扩容)。加载因子也能通过构造方法中指定，如果指定大于1，则数组不会扩容，牺牲了性能不过提升了内存。

TREEIFY_THRESHOLD 树形化阈值。当链表的节点个数大于等于这个值时，会将链表转化为红黑树。

UNTREEIFY_THRESHOLD 解除树形化阈值。当链表的节点个数小于等于这个值时，会将红黑树转换成普通的链表。

MIN_TREEIFY_CAPACITY树形化阈值的第二条件。当数组的长度小于这个值时，就算树形化阈达标，链表也不会转化为红黑树，而是优先扩容数组resize()。

threshold 数组扩容阈值。即：HashMap数组总容量 * 加载因子。当前容量大于或等于该值时会执行扩容resize()。扩容的容量为当前 HashMap 总容量的两倍。比如，当前 HashMap 的总容量为 16 ，那么扩容之后为 32 。

2. 继承关系

// table 内部数组是节点类型
static class Node implements Map.Entry {
     final int hash; 
     final K key;
     V value;
     Node next; //下一个节点
    //省略...
}

拉链法的散列表是通过链表解决碰撞问题的，所以HashMap的内部数组是节点类型。 hash值是经过hash()方法处理过的hashCode，也就是数组的索引 bucket，为了使hashCode分布更加随机。

java.util.HashMap.Node
    java.util.LinkedMap.Entry
        java.util.HashMap.TreeNOde

TreeNode是Node是子类，继承关系如下：Node是单向链表节点，Entry是双向链表节点，TreeNode是红黑树节点。TreeNode的代码400多行都是写的红黑树。这个有点难度..可以自行去了解。

3. 先对HashMap的简单总结

HashMap是基于拉链法实现的一个散列表，内部由数组和链表和红黑树实现。

数组的初始容量为16，而容量是以2的次方扩充的，一是为了提高性能使用足够大的数组，二是为了能使用位运算代替取模预算(据说提升了5~8倍)。

数组是否需要扩充是通过负载因子判断的，如果当前元素个数为数组容量的0.75时，就会扩充数组。这个0.75就是默认的负载因子，可由构造传入。我们也可以设置大于1的负载因子，这样数组就不会扩充，牺牲性能，节省内存。

为了解决碰撞，数组中的元素是单向链表类型。当链表长度到达一个阈值时（7或8），会将链表转换成红黑树提高性能。而当链表长度缩小到另一个阈值时（6），又会将红黑树转换回单向链表提高性能，这里是一个平衡点。

对于第三点补充说明，检查链表长度转换成红黑树之前，还会先检测当前数组数组是否到达一个阈值（64），如果没有到达这个容量，会放弃转换，先去扩充数组。所以上面也说了链表长度的阈值是7或8，因为会有一次放弃转换的操作。