Hashmap简介

Posted 2021-04-24 麦克叔叔每晚10点说

HashMap

java为啥会出现map？map有啥用？ 或者更直接的，java为啥用k,v键值对形式存储数据？ 

答案出奇的简单，就是为了快速查找，删除。基于这两点，map就应运而生了。不管是treeMap,还是hashMap都是通过一些算法实现了快速的查找删除。这里我们主要讲下hashMap(treeMap底层是红黑树算法，这里不作讨论)。

这里多提一句，所有的算法都是为性能优化提供的解决方案，所以以后我会收集一些常用算法分享给大家。大家自己有兴趣可以先了解以下几种比较常用的简单的算法：

二叉树中的红黑树、b树、b+树、一致性hash,这四个算法分别用于java中的treemap、系统文件查找、数据库索引、分布式缓存，当然，其它的更简单的算法，比如一些排序算法就不做多的介绍了。

hashMap底层原理就是hash算法，java提供了重写hashCode方法来重新hash，不过这会造成hash不好的话会导致hashMap性能直线下降，一般不建议重写。

hashMap比较重要的一个概念就是加载因子(loadFactor,默认0.75)，加载因子的出现是一种性能妥协，就是空间换时间，因为当经过hash算出来hashCode值后，会先在数组里面去找到这个位置，然后看是否存有数据了，如已经数据了，然后再获取遍历链表做插入或者替换操作，这个比没找到直接放入value是慢很多的，特别是当map空间差不多满了的时候，会做很多查找比较替换，所以在设计hashMap的时候有意不让map是全满状态，每次只装initSize*loadFactor这么多个，超出就扩容，这样就可以降低查找比较替换时间，让hashMap性能最优。

    也有人将上面的过程简单概括为hash碰撞，为了更清楚的说明，就写得比较啰嗦了，对hash碰撞已经知道的就不必详细读上面大段内容了。

hashMap

原理图

   

存流程：hash(key)得到存储index，然后table[index]得到entry链表，遍历链表并且equals(key)，存在就替换value，不存在就新增链表节点。这里注意下，在存的时候当useSize(当前占用的size)>=initSize*loadFactor时，会扩展hashMap可用空间(前面已提到这里再强调下)。

取流程：与存流程唯一不一致的就是后面的equals(key)是返回找到的值而已。

  代码实现

Person类

测试

运行结果

当把equals方法注释掉后运行结果

下面再来验证下当hashCode值相同时，不同对象存储的位置相同，以及当hashMap空间不够时，hashMap扩容所占用的时间

 

  1.测试hashcode相同，不扩容存储耗时

代码：

     注释掉person的equals方法

测试

结果

  2.测试hashcode不相同，不扩容存储耗时

可以明显看出，当其它条件不变，存储在同一位置和存储在不同位置所占用的时间相差是巨大的。这里我也测试了下扩容的时候的比较以及装载因子的影响，发现相同条件下，重新hash的时间相差是很小的，所以由此可见，hashMap对性能影响最大的还是hash散列得是否均匀，即是否在同一位置存储的数据过多。

这里我为了测试比较客观，所以用了1000个线程跑平均值，但是因为hashMap不是线程安全的，所以在put的时候数据量不宜过大，不然hashMap会被挂起而看不到测试结果。

解决方案请参看

http://www.cnblogs.com/andy-zhou/p/5402984.html。

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