一張思惟導圖帶你梳理HashMap相關知識

         HashMap能夠說是java中最多見也是最重要的key-value存儲結構類，不少程序員可能常常用，可是不必定清楚這個類背後的數據結構和相關操做原理，爲了複習HashMap相關的知識，今天花了一天的時間整理了下有關該類的相關知識，我的認爲基本上涵蓋了HashMap相關的知識點，但願對你們有所幫助。

        博客園的編輯功能很差用，截成圖後變形嚴重，所以在這裏放個連接，（點我看大圖）爲了讓你們看得更清楚，把圖片的內容也放在這裏。

        一、基本概念

               size：key-value鍵值對的數量

capacity：Entry數組的大小，默認16

loadfactor：負載因子，默認0.75，基於性能和空間的tradeoff，當太大時，會致使衝突變多，影響查詢性能，過小時，會佔用較多空間，致使浪費

threshold：極限容量，數組擴容時的臨界值，capacity*loadFactor>threshold時，會自動擴容

Entry：map中數組存儲的對象，遍歷Map時就是基於Entry進行遍歷的

Bucket：桶，map中一個Entry位置下對應的一個鏈表，相似於一個坑，相同hashcode的鍵值對以鏈表的形式存在一個bucket裏

modcount：修改計數，當HashMap中的元素個數發生改變時，該值就會+1，若是該值和expectedModCount不一致，會觸發fast-fail機制，拋出ConcurrentModifycationException異常

二、數據結構

        jdk7以前（含jdk7）：數組+鏈表

jdk8開始：數組+鏈表|紅黑樹（當鏈表中元素超過8個時，會由鏈表自動轉爲紅黑樹）

三、重要特性

一、非線程安全，對應HashTable是線程安全的，由於加了synchronized關鍵字

二、無序，由於hash函數會打亂順序，而且resize後不保證在新數組中的位置和原數組中位置一致，可是會在原來位置+2^n位置

三、容許key和value均爲null，當key爲null時，存在entry[0]所在的鏈表裏

四、重要方法

equals方法： Object類定義的方法，具體介紹參考面hash方法。若是兩個對象根據equals()方法相等，則hashcode必定相等，反過來若是hashcode相同，則equals不必定相等。重寫equals方法須要知足5個特性

一、自反性：x.equals(x)永遠返回true

二、對稱性：若是x.equals(y)爲true，則y.equals(x)也爲true

三、傳遞性：若是x.equals(y)爲true，y.equals(z)爲true，則x.equals(z)也爲true

四、冪等性：若是對象沒被改變，那麼無論調用多少次，x.equal(y)的結果永遠相同

五、非空性：若是x非空，則x.equals(null) 永遠爲false

hash方法：Object類定義的方法，用於計算key的hashCode，默認是一個對象在JVM內存地址的哈希值。當須要比較對象的值而不是對象自己時，一般須要重寫hash方法和equals方法，由於默認的equals方法比較的是對象在jvm內存地址的值，若是隻重寫hash         方法，那麼equals方法比較的實際上是2個對象的堆地址；反過來，若是隻重寫equals方法，那麼相同對象的hashcode可能不一致，也會致使比較結果不正確

indexFor方法：計算hashCode在entry數組中的位置，用了個很巧妙的算法h = h&(table.length -1 )，後面會解釋爲何每次resize的時候，都是原來的2倍

put方法：put方法先判斷key是否爲null，若是爲null，則調用putForNullKey方法（jdk8以前），不然按下面思路執行put操做：

                一、先根據hashCode方法計算該對象的key的hashCode

二、經過indexFor方法計算key的hashCode在entry數組中的下標位置

三、若是該下標處爲null，則把該對象存入該節點

四、若是該下標處不爲null，則遍歷該鏈表，根據equals方法尋找是否有對應的key，若是有，則替換舊的值，不然將該對象添加到鏈表的頭部

addEntry方法：添加Entry對象的方法，添加以前會先判斷是否須要resize擴容，擴容的條件有2個：鍵值對數量>=極限容量，而且存放該對象的buckey的值非空（也就是有衝突了），假若有極限容量是12，map中有13個鍵值對，可是這13個鍵值對都存在table          數組的13個bucket裏，那麼也不會擴容的

       resize方法：當達到擴容條件時調用的方法

 一、當極限容量已經達到最大值2^32-1時，再也不擴容

二、若是未達到，則首先建立一個新的數組（容量爲原來數組的2倍）

若是初始化Map容量的時候不是2的n此方，會生效嗎？
不會的，由於hash會找一個比該值大的最小2的n這次方的值，好比指定了初始容量爲12，則默認的數組大小爲16

爲何是2倍？2個緣由：
一、位移運算速度快。
二、每次將對象轉移到新的數組時（即調用indexFor函數時），因爲採用的是hash&(length-1),既能減小衝突，又能保證速度，因此每次擴容都是原來的2倍。

三、遍歷map，計算原來的數組中每一個鍵值對在新數組中的index，再將其存到新數組中相應位置

        remove方法：與put操做基本相反，將對象從Map中移除，需注意fast-fail問題，對應的解決辦法是：採用迭代器自己的remove方法，而不要採用hashMap的remove方法 

五、和其餘集合類的區別

       HashTable：

              一、HashTable線程安全，由於put和remove方法里加了synchronized關鍵字

二、HashTable中的key和value都不能爲null，hashMap能夠

三、性能上，因爲HashMap非線程安全，所以速度更高

四、HashMap繼承自AbstractMap，HashTable繼承自Dictionary

五、其餘各方面區別不大，包括數據結構，存取方法等

       TreeMap：一、HashMap無序，TreeMap基於紅黑樹實現，是有序的

        總的來講，hashMap是一個設計很是巧妙的類，光看源碼有必定的複雜度，尤爲是不一樣版本的jdk對應的方法可能有較大差別，若是有什麼地方講的不正確，歡迎指出。有須要思惟導圖原圖的能夠給我留言，我發給你。