Java中HashMap詳解以及HashMap與HashTable的區別

1、HashMap的數據結構

2、HashMap源碼分析

一、構造函數

EFAULT_LOAD_FACTOR是默認的負載因子=0.75；

MAXIMUM_CAPACITY是最大HashMap容量；

threshold爲一個閾值大小是(capacity * load factor)即容量*負載因子；

1）方法一： public HashMap()

無參構造函數會默認構造出一個初始容量爲16，負載因子爲0.75的空HashMap；

2） 方法二：public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
第二種構造方法會構造出一個初始容量大於或者等於initialCapacity的2的冪次方，負載因子爲loadFactor空HashMap；

3）方法三：public HashMap(int initialCapacity)

方法三調用方法二，默認負載因子爲0.75；

4）方法四：public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

方法四構造一個和指定的Map有相同的Mappings的HashMap，默認的負載因子爲0.75；

二、構造方法二中的tableSizeFor(initialCapacity)；

源碼：

tableSizeFor方法返回大於initialCapacity的最近的2的冪次方值。 從源碼中咱們看到n獲得的是cap-1，這步操做主要是爲了防止cap已是2的冪次方的狀況， 後面一系列n |= n>>> 一、二、四、五、16;無符號右移操做，使得n的二進制低位全爲1， 最後判斷n是否大於MAXIMUM_CAPACITY，大於則返回MAXIMUM_CAPACITY，不然返回n+1即爲2的冪次方。 

三、構造方法三中的putMapEntries(m,false)

源碼：

putMapEntries()的功能爲將傳入的Map初始化爲一個HashMap結構， 轉化前先判斷m的大小，若是爲0則不必初始化，不然將Map中的元素一次將其放進HashMap， 此時分爲兩種狀況： <1>table沒有初始化 在這種狀況下，咱們須要檢查map的大小是否超過MAXIMUM_CAPACITY，以後初始化threshold爲相應的大小。 <2>table已經初始化 這種狀況下須要檢查s是否大於當前的threshold閾值，若是大於則resize()，不然不需擴容，只需將m中每一個元素放進HashMap便可。

putMapEntries中的resize()

resize就是從新將原來HashMap內的數據放進一個新擴容的HashMap中,
而舊容器中的數據存放位置有兩種狀況，
<1>在原來的位置上
<2>在原來的位置+oldCap的位置上
當咱們HashMap中的數據量達到threshold時，便可進行resize()擴容；
源碼：

final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }   複製代碼

哈希衝突

哈希衝突簡單來說就是兩次數據通過一系列計算得到的哈希值相同，
哈希衝突有三種狀況：
<1>當兩個節點的key值相同時，此時必定發生哈希衝突，
此時將key相應的value值換成新值

<2>當兩個節點key值不一樣，但由於哈希函數的運算致使最後的哈希值相同致使的衝突，
此時將value值放進此哈希值內單鏈表或者紅黑樹中

<3>兩節點key值不一樣，哈希值不一樣，可是對數組長度取模後獲得的值相同
遵循狀況2的處理方式

3、HashMap和HashTable的不一樣

首先從實現的接口來看HashMap和Hashtable都實現了Map、Cloneable（可複製）、Serializable（可序列化）這三個接口，
而HashMap是繼承自AbstractMap類，HashTable是繼承自Dictionary類。

補充： 

1.sychronized意味着在一次僅有一個線程可以更改Hashtable。就是說任何線程要更新Hashtable時要首先得到同步鎖，其它線程要等到同步鎖被釋放以後才能再次得到同步鎖更新Hashtable。

2.HashMap中，null能夠做爲鍵，這樣的鍵只有一個；能夠有一個或多個鍵所對應Value值爲null。

3.由於HashTable自己有synchronized因此意味着一次只能有一個線程改變HashTable 4.HashMap首先須要根據元素的 KEY計算出一個hash值，而後再用這個hash值來計算獲得最終的位置。 Hashtable直接使用對象的hashCode。hashCode是JDK根據對象的地址或者字符串或者數字算出來的int類型的數值。而後再使用除留餘數發來得到最終的位置。 

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