【Java基础】深入HashMap

       HashMap 是数组+ 链表的组合体，底层结构其实就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表，当新创建一个HashMap的时候，就初始化一个数组。如下图所示:

      (盗图一张)

                       

HahMap的存取:

        Put： 先根据key的hashcode重新计算hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的下标位置，如果这个位置已经存放其他元素，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。

public V put(K key, V value) {  
    // HashMap允许存放null键和null值。  
    // 当key为null时，调用putForNullKey方法，将value放置在数组第一个位置。  
    if (key == null)  
        return putForNullKey(value);  
    // 根据key的keyCode重新计算hash值。  
    int hash = hash(key.hashCode());  
    // 搜索指定hash值在对应table中的索引。  
    int i = indexFor(hash, table.length);  
    // 如果 i 索引处的 Entry 不为 null，通过循环不断遍历 e 元素的下一个元素。  
    for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
        Object k;  
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
            V oldValue = e.value;  
            e.value = value;  
            e.recordAccess(this);  
            return oldValue;  
        }  
    }  
    // 如果i索引处的Entry为null，表明此处还没有Entry。  
    modCount++;  
    // 将key、value添加到i索引处。  
    addEntry(hash, key, value, i);  
    return null;  
}  
 
  
 
  
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
    // 获取指定 bucketIndex 索引处的 Entry   
    Entry e = table[bucketIndex];  
    // 将新创建的 Entry 放入 bucketIndex 索引处，并让新的 Entry 指向原来的 Entry  
    table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e);  
    // 如果 Map 中的 key-value 对的数量超过了极限  
    if (size++ >= threshold)  
    // 把 table 对象的长度扩充到原来的2倍。  
        resize(2 * table.length);  
} 
 
  
 
  
 
  
 
  
         在往HashMap中put元素的时候，首先根据key的hashCode重新计算hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。
 
  
        addEntry(hash, key, value, i)方法根据计算出的hash值，将key-value对放在数组table的i索引处。addEntry 是HashMap 提供的一个包访问权限的方法.
 
  
       
 
  
       get： 需要根据key的hash值得到对应数组中的位置，就可以知道这个元素是不是我们想要的，而不用去遍历链表，大大优化了查询的效率
 
  
 
  
 public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        int hash = hash(key.hashCode());
        //先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表
        for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;
        }
        return null;
}
 
  
 private V putForNullKey(V value) {
        for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        addEntry(0, null, value, 0);
        return null;
    }
 
    private V getForNullKey() {
        for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null)
                return e.value;
        }
        return null;
    }
       从HashMap中get元素时，首先计算key的hashCode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。 
  
 
  
 
  
HashMap如何解决冲突？
 
  
    Java中hashMap用链地址法来解决;还有开放地址法,尽可能延长寻址时间.
 
  
  
 
  
HashMap扩容？
 
  
       HashMap 有三个常量： 默认的容器大小是16，最大长度是2的30次方，loadfactor默认是0.75扩充的临界值是16*0.75=12 
        扩充条件：当hashmap中的元素个数超过loadfactor时，就会进行数组扩容，loadfactor的默认值为0.75，也就是说默认情况下，数组大小为16。当hashmap中的元素个数超过16*0.75=12 的时候，就会把数组大小扩展为2*16 = 32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置;
 
  
     缺点:在数据量大的情况下,成倍扩容会撑爆CPU.
 
  

 
  
 ConcurrentHashMap?
 
  
       在JDK1.5中,新增加了concurrent并发包,ConcurrentHashMap就是其中的线程安全集合类.它的锁分离技术,大大提高了效率和性能. 每个hash区间使用的锁是ReentrantLock
 
  
       在ConcurrentHashMap中，就是把Map分成了N个Segment，put和get的时候，都是现根据key.hashCode()算出放到哪个 Segment中.
 
  
       
 
  
       ConcurrentHashMap中对这个数据结构，针对并发稍微做了一点调整。它把区间按照concurrentLevel，分成了若干个segment。默认情况下内部按并发级别为16来创建。对于每个segment的容量，默认情况也是16。concurrentLevel和每个segment的初始容量都是可以通过构造函数设定的。