1.HashMap中的幾個重要變量

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    //默認初始容量,必須是2的n次方
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
    //最大容量，當通過構造方法傳入的容量比它還大時，就用這個最大容量，必須是2的n次方
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    //默認負載因子
transient Entry<K,V>[] table;
    //用來存儲鍵值對，可以看到鍵值對都是存儲在Entry中的
transient int size;
    //存放元素的個數
  
int threshold; 
    //臨界值   當實際大小超過臨界值時，會進行擴容threshold = 加載因子*容量
 
final float loadFactor; 
    //加載因子
  
transient int modCount;
    //被修改的次數

存儲結構

2.Entry是一個鏈表結構，不僅包含key和value，還有可以指向下一個的next

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;
        /**
         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }
        ...
//3.put方法
public V put(K key, V value) {
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);//儲存空鍵
        int hash = hash(key);//計算hash值
        int i = indexFor(hash, table.length);//計算存儲位置
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {//遍歷hashmap的內部數據
            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;
            }
        }
//這個for循環，當發生並發，兩個線程沖突的時候，這個鏈表的結構會發生變化：可能兩個key互為對方的next元素。此時通過next遍歷，會形成死循環。在jdb8中已經不存在了。最好的解決辦法是使用concurrenthashmap
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }
//首先通過hash方法對hashcode進行處理：
final int hash(Object k) {
        int h = 0;
        h ^= k.hashCode();
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
//可以看到只是在key的hashcode值上做了一些處理，通過hash計算出來的值將會使用indexFor方法找到它應該所在的table下標：
static int indexFor(int h, int length) {
        return h & (length-1);
    }
//這個方法其實相當於對table.length取模。
//當需要插入的key為null時，調用putForNullKey方法處理：
 private V putForNullKey(V value) {
        for (Entry<K,V> 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;
    }
//putForNullKey方法只從table[0]這個位置開始遍歷，因為key為null只放在table中的第一個位置，下標為0，在遍歷中如果發現已經有key為null了，則替換新value，返回舊value，結束；如果還沒有key為null，調用addEntry方法增加一個Entry:
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }
        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    }
//可以看到jdk7中resize的條件已經發生改變了，只有當 size>=threshold並且 table中的那個槽中已經有Entry時，才會發生resize。即有可能雖然size>=threshold，但是必須等到每個槽都至少有一個Entry時，才會擴容。還有註意每次resize都會擴大一倍容量
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
        size++;
    }
//最後看createEntry，它先保存這個桶中的第一個Entry，創建新的Entry放入第一個位置，將原來的Entry接在後面。這裏采用的是頭插法插入元素。
4.get方法
//其實get方法和put方法如出一轍，怎麽放的怎麽拿
public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        Entry<K,V> entry = getEntry(key);
        return null == entry ? null : entry.getValue();
    }
//key為null時，還是去table[0]去取：
private V getForNullKey() {
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == null)
                return e.value;
        }
        return null;
    }
//否則調用getEntry方法：
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash &&
                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return e;
        }
        return null;
    }
//這個方法也是通過key的hashcode計算出它應該所在的下標，再遍歷這個下標的Entry鏈，如果key的內存地址相等（即同一個引用）或者equals相等，則說明找到了

hash的原則

A、等冪性。不管執行多少次獲取Hash值的操作，只要對象不變，那麽Hash值是固定的。如果第一次取跟第N次取不一樣，那就用起來很麻煩.

B、對等性。若兩個對象equal方法返回為true，則其hash值也應該是一樣的。舉例說明：若你將objA作為key存入HashMap中，然後new了一個objB。在你看來objB和objA是一個東西（因為他們equal），但是使用objB到hashMap中卻取不出來東西。

C、互異性。若兩個對象equal方法返回為false，hash值有可能相同，但最好是不同的，這個不是必須的，只是這樣做會提高hash類操作的性能（碰撞幾率低）。

解決hash碰撞的方法：

hashmap采用的就是鏈地址法，這種方法好處是無堆積現象，但是next指針會占用額外空間

和jdk8中的HashMap區別

在jdk8中，仍然會根據key.hashCode()計算出hash值，再通過這個hash值去定位這個key，但是不同的是，當發生沖突時，會采用鏈表和紅黑樹兩種方法去處理，當結點個數較少時用鏈表（用Node存儲），個數較多時用紅黑樹（用TreeNode存儲），同時結點也不叫Entry了，而是分成了Node和TreeNode。再最壞的情況下，鏈表查找的時間復雜度為O(n),而紅黑樹一直是O(logn),這樣會提高HashMap的效率。
jdk8中的HashMap中定義了一個變量TREEIFY_THRESHOLD，當節點個數>= TREEIFY_THRESHOLD - 1時，HashMap將采用紅黑樹存儲

Put方法也變了，為了防止並發問題。

擴展：為何數組的長度是 2 的 n 次方呢？

1.這個方法非常巧妙，它通過 h & (table.length -1) 來得到該對象的保存位，而HashMap 底層數組的長度總是 2 的 n 次方，2n-1 得到的二進制數的每個位上的值都為 1，那麽與全部為 1 的一個數進行與操作，速度會大大提升。

2.當 length 總是 2 的 n 次方時，h& (length-1)運算等價於對 length 取模，也就是h%length，但是&比%具有更高的效率。

3.當數組長度為 2 的 n 次冪的時候，不同的 key 算得的 index 相同的幾率較小，那麽數據在數組上分布就比較均勻，也就是說碰撞的幾率小，相對的，查詢的時候就不用遍歷某個位置上的鏈表，這樣查詢效率也就較高了。

HashMap 的擴容機制：

當 HashMap 中的結點個數超過數組大小*loadFactor（加載因子）時，就會進行數組擴容，loadFactor 的默認值為 0.75。也就是說，默認情況下，數組大小為 16，那麽當 HashMap中結點個數超過 16*0.75=12 的時候，就把數組的大小擴展為 2*16=32，即擴大一倍，然後重新計算每個元素在數組中的位置，並放進去，而這是一個非常消耗性能的操作。