Java的HashMap底层原理解析

java集合中有比较重要的两个概念

一个是Collection（存放单个数据）实现了list和set两个接口

一个是Map(存放键值对)

今天就主要来讨论一下Map中的HashMap的底层原理

1.HashMap存储结构

HashMap的存储结构为数据结构中散列表（哈希表）中的链式存储结构，其构成为数组+连表的存储结构如下图

即存储的数据先经过hash算法计算存储位置，相同位置的数据存储在对应数组后，并依次形成链表形式。

2.HashMap存储的数据类型（比较复杂）

（1）HashMap底层维护了Node类（可以存储键值对的数据类型，并且是实现了Map.Entry<K,V>接口）形成的数组table，默认为null。

（2）为了方便遍历，还会创建EntrySet集合，集合内放入的元素类型为Entry 该类型就有K,V 即EntrySet<Entry<key,value>>

例如下图，每一个横行是一个Entry ，4个Entry 组成一个EntrySet

Entry 中的每一个 key 值存储在Set中，而KeySet中的每个值都指向Node类中的Key值

Entry 中的每一个 value 值存储在Collection中，而Collection中的每个值都指向Node类中的Value值

（这里使用了向上造型的思想，EntrySet<>中其实放入的是实现Map.Entry<K,V>的Node类）重点

这些事情只是为了。Entry 中的**getKey（）和getValue（）**方法，可以直接获取键与值。。。

3.HashMap的动态生成

因为HashMap是动态生成的集合，下面是它的扩容原理

（1）首次添加，则需要扩容table容量为16，K-V的个数临界值(threshold)为12(16*0.75)

（2）以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2倍(32)，临界值为原来的2倍,即24,依次类推

（3）在Java8中,如果一条链表的元素个数超过8个，如果table的大小 < 64，进行扩容

table的大小 >= 64，就会进行树化，变为红黑树（方便进行查询操作）

下图为总体结构图

4.HashMap的添加机制

添加key-val时，通过计算key的哈希值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素，
如果没有元素直接添加。

如果该索引处有元素，继续判断该元素的key和准备加入的key相是否等，

如果相等，则直接替换val;

如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应添加处理。

如果添加时发现容量不够，则需要扩容。

以上就是HashMap基本的设计理念分析，参考源码进行书写总结，放心查阅.

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