深刻理解HashMap

HashMap和HashTable的區別

HashMap的底層原理？

HashMap是一個存儲Key-Value鍵值對的集合，每個鍵值對也叫Entry，Key-Value是做爲一個總體出現的，這些鍵值對分散的存儲在一個數組中，這個數組就叫HashMap。對HashMap來講，最經常使用的方法是Put和Get。HashMap數組的每個元素不僅是一個Entry對象，也是一個鏈表的頭結點。

一、Put的原理（根據Key值計算HashCode，根據HashCode獲得Entry的插入位置index）

好比調用HashMap.put("apple",0)插入一個Key爲Apple的元素，這時候要肯定插入的位置index。

index=Hash（"apple"），假設計算的index是2，結果以下：

可是HashMap的長度是有限的，當插入的Entry愈來愈多時，會發生index衝突的狀況，例以下面：

這時候能夠用鏈表解決，HashMap數組中每個元素不只僅是一個Entry對象，也是一個鏈表的頭結點。每個Entry對象經過Next指針指向它的下一個Entry節點，當新來的Entry映射到衝突數組位置時，只須要插入對應的鏈表便可。插入時採用「頭插入」

HashMap的底層實現仍是數組，數組中的每一個元素是鏈表。

 

這裏咱們再來複習put的流程：當咱們想一個HashMap中添加一對key-value時，系統首先會計算key的hash值，而後根據hash值確認在table中存儲的位置。若該位置沒有元素，則直接插入。不然迭代該處元素鏈表並依此比較其key的hash值。若是兩個hash值相等且key值相等(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))),則用新的Entry的value覆蓋原來節點的value。若是兩個hash值相等但key值不等 ，則將該節點插入該鏈表的鏈頭。具體的實現過程見addEntry方法，

二、Get的原理（根據Key值獲得index）

把輸入的Key作一次Hash映射，獲得對應的index，

index=Hash（"apple"）

因爲剛纔所說的Hash衝突，同一個位置可能匹配到多個Entry對象，這時候就要順着鏈表的頭結點，依次向下查找。第一次查找到的節點是Entry6.Entry6的Key是banana，不是要找的結果，第二次查找的節點是Entry1，Entry1對應的Key是Apple，是要找的結果。

 

你知道HashMap的get()方法的工做原理嗎？

HashMap默認的長度是多少？爲何這樣規定？

HashMap的初始長度爲16，每次拓展或者手動初始化時，必須爲2的冪。

初始長度選擇16是爲了服務於從Key到index的Hash算法，咱們要獲得一個儘可能均勻分佈的Hash函數，利用Key的HashCode作取模運算，（index=HashCode（Key）%Length），可是取模運算的效率很低，因此HashMap發明者採用位運算的方式（採用按位與運算實現取模），如何進行位運算，有以下的公式：

index=HashCode（Key）%（Length-1）

能夠看出：Hash算法最終獲得的結果，取決於HashCode的後幾位。

這樣作的好處是：當Length是16或者其餘2 的冪，Length-1的每一位都是1，index的結果等於HashCode的後面幾位，只要輸入的HashCode是分佈均勻的，Hash算法計算的index也是均勻的

對於HashMap的table而言，數據分佈須要均勻（最好每項都只有一個元素，這樣就能夠直接找到），不能太緊也不能太鬆，太緊會致使查詢速度慢，太鬆則浪費空間。使用index=HashCode（Key）%（Length-1）就是爲了讓table中的元素儘可能均勻。

因此說當length = 2^n時，不一樣的hash值發生碰撞的機率比較小，這樣就會使得數據在table數組中分佈較均勻，查詢速度也較快。

（若是Length-1=0011，則index某些值出現的概率大，某些值永遠不可能出現）

高併發狀況下，爲何HashMap會出現死鎖？

獲得

在Java8中，HashMap的結構有什麼優化？

在java8中，若是hash相同的Key的數量大於8時，會用紅黑樹代替鏈表。

高併發下的HashMap

一些須要注意的點

• HashMap有負載因子和極限容量，默認負載因子爲0.75
• 兩個線程同時嘗試擴容HashMap時，可能會將鏈表造成環形鏈表，全部的next都不爲空，進入死循環。（HashMap是線程不安全的）
• 兩個線程同時進行put時可能會形成一個線程數據缺失。