HashMap源碼分析
HashMap 簡介
HashMap 主要用來存放鍵值對，它基於哈希表的Map接口實現，是經常使用的Java集合之一。java
JDK1.8 以前 HashMap 由 數組+鏈表 組成的，數組是 HashMap 的主體，鏈表則是主要爲了解決哈希衝突而存在的（「拉鍊法」解決衝突）.JDK1.8 之後在解決哈希衝突時有了較大的變化，當鏈表長度大於閾值（默認爲 8）時，將鏈表轉化爲紅黑樹（將鏈表轉換成紅黑樹前會判斷，若是當前數組的長度小於 64，那麼會選擇先進行數組擴容，而不是轉換爲紅黑樹），以減小搜索時間，具體能夠參考 treeifyBin方法。node
底層數據結構分析
JDK1.8以前
JDK1.8 以前 HashMap 底層是 數組和鏈表 結合在一塊兒使用也就是 鏈表散列。HashMap 經過 key 的 hashCode 通過擾動函數處理事後獲得 hash 值，而後經過 (n - 1) & hash 判斷當前元素存放的位置（這裏的 n 指的是數組的長度），若是當前位置存在元素的話，就判斷該元素與要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，若是相同的話，直接覆蓋，不相同就經過拉鍊法解決衝突。git
所謂擾動函數指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是擾動函數是爲了防止一些實現比較差的 hashCode() 方法 換句話說使用擾動函數以後能夠減小碰撞。數組
JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源碼:數據結構
JDK 1.8 的 hash方法 相比於 JDK 1.7 hash 方法更加簡化，可是原理不變。app
static final int hash(Object key) { int h; // key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode // ^ ：按位異或 // >>>:無符號右移，忽略符號位，空位都以0補齊 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); }
對比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源碼.ide
static int hash(int h) { // This function ensures that hashCodes that differ only by // constant multiples at each bit position have a bounded // number of collisions (approximately 8 at default load factor). h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); }
相比於 JDK1.8 的 hash 方法 ，JDK 1.7 的 hash 方法的性能會稍差一點點，由於畢竟擾動了 4 次。函數
所謂 「拉鍊法」 就是：將鏈表和數組相結合。也就是說建立一個鏈表數組，數組中每一格就是一個鏈表。若遇到哈希衝突，則將衝突的值加到鏈表中便可。源碼分析
JDK1.8以後
相比於以前的版本，jdk1.8在解決哈希衝突時有了較大的變化，當鏈表長度大於閾值（默認爲8）時，將鏈表轉化爲紅黑樹，以減小搜索時間。性能
類的屬性：
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { // 序列號 private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; // 默認的初始容量是16 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 默認的填充因子 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 當桶(bucket)上的結點數大於這個值時會轉成紅黑樹 static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 當桶(bucket)上的結點數小於這個值時樹轉鏈表 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 桶中結構轉化爲紅黑樹對應的table的最小大小 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; // 存儲元素的數組，老是2的冪次倍 transient Node<k,v>[] table; // 存放具體元素的集 transient Set<map.entry<k,v>> entrySet; // 存放元素的個數，注意這個不等於數組的長度。 transient int size; // 每次擴容和更改map結構的計數器 transient int modCount; // 臨界值 當實際大小(容量*填充因子)超過臨界值時，會進行擴容 int threshold; // 加載因子 final float loadFactor; }
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loadFactor加載因子
loadFactor加載因子是控制數組存放數據的疏密程度，loadFactor越趨近於1，那麼 數組中存放的數據(entry)也就越多，也就越密，也就是會讓鏈表的長度增長，loadFactor越小，也就是趨近於0，數組中存放的數據(entry)也就越少，也就越稀疏。
loadFactor太大致使查找元素效率低，過小致使數組的利用率低，存放的數據會很分散。loadFactor的默認值爲0.75f是官方給出的一個比較好的臨界值。
給定的默認容量爲 16，負載因子爲 0.75。Map 在使用過程當中不斷的往裏面存放數據，當數量達到了 16 * 0.75 = 12 就須要將當前 16 的容量進行擴容，而擴容這個過程涉及到 rehash、複製數據等操做，因此很是消耗性能。
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threshold
threshold = capacity * loadFactor，當Size>=threshold的時候，那麼就要考慮對數組的擴增了，也就是說，這個的意思就是 衡量數組是否須要擴增的一個標準。
Node節點類源碼:
// 繼承自 Map.Entry<K,V> static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash;// 哈希值，存放元素到hashmap中時用來與其餘元素hash值比較 final K key;//鍵 V value;//值 // 指向下一個節點 Node<K,V> next; Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; } public final K getKey() { return key; } public final V getValue() { return value; } public final String toString() { return key + "=" + value; } // 重寫hashCode()方法 public final int hashCode() { return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value); } public final V setValue(V newValue) { V oldValue = value; value = newValue; return oldValue; } // 重寫 equals() 方法 public final boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (o instanceof Map.Entry) { Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o; if (Objects.equals(key