容器HashMap原理（学习）

Posted 2020-09-22 牛哥来coding

一、概述

基于哈希表的 Map 接口的非同步实现，允许使用 null 值和 null 键，不保证映射的顺序

 

二、数据结构

HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体；HashMap 底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个 HashMap 的时候，就会初始化一个数组。

 

 

三、源码解读

put =>

 当我们往 HashMap 中 put 元素的时候，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。

 

get=>

在 HashMap 中要找到某个元素，需要根据 key 的 hash 值来求得对应数组中的位置。

对于任意给定的对象，只要它的 hashCode() 返回值相同，那么程序调用 hash(int h) 方法所计算得到的 hash 码值总是相同的。我们首先想到的就是把 hash 值对数组长度取模运算，这样一来，元素的分布相对来说是比较均匀的。

而 HashMap 底层数组的长度总是 2 的 n 次方，这是 HashMap 在速度上的优化;

归纳：

HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理，这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对，当需要存储一个 Entry 对象时，会根据 hash 算法来决定其在数组中的存储位置，在根据 equals 方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry 时，也会根据 hash 算法找到其在数组中的存储位置，再根据 equals 方法从该位置上的链表中取出该Entry。

 

四、HashMap 什么时候进行扩容呢（resize）

当 HashMap 中的元素个数超过数组大小 *loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值为 0.75,默认情况下，数组大小为 16,那么当 HashMap 中元素个数超过 16*0.75=12 的时候，就把数组的大小扩展为 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，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知 HashMap 中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高 HashMap 的性能。

 

五、Fail-Fast 机制

java.util.HashMap 不是线程安全的，因此如果在使用迭代器的过程中有其他线程修改了 map，那么将抛出 ConcurrentModificationException，这就是所谓 fail-fast 策略，迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序错误

 

六、遍历方式

 效率较高的：

　Map map = new HashMap();
　　Iterator iter = map.entrySet().iterator();
　　while (iter.hasNext()) {
　　Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();
　　Object key = entry.getKey();
　　Object val = entry.getValue();
　　}

效率较低的：

　Map map = new HashMap();
　　Iterator iter = map.keySet().iterator();
　　while (iter.hasNext()) {
　　Object key = iter.next();
　　Object val = map.get(key);
　　}

foreach方式：

　for(Entry<String, String> entry:hashmap.entrySet()){
        System.out.println(entry.getKey()+"-->"+entry.getValue());
   }