Map的原理
1.Map 是什么
Map用于保留具备映射关系的数据，Map汇合里保留着两组值，一组用于保留Map的Key，另一组保留着Map的value。
Map有哪些办法
2.HsahMap 是什么
HashMap 是一个采纳哈希表实现的键值对汇合，继承自 AbstractMap，实现了 Map 接口。
HashMap 的非凡存储构造使得在获取指定元素前须要通过哈希运算，失去指标元素在哈希表中的地位，而后再进行大量比拟即可失去元素，这使得 HashMap 的查找效率高。
当产生 哈希抵触（碰撞）的时候，HashMap 采纳 拉链法 进行解决,因而 HashMap 的底层实现是 数组+链表，如下图：
HashMap实现概述
- 容许key/value为null，然而key只能有一个null
- 非线程平安，多个线程同时操作同一个HashMap实例所做的批改在线程间不同步
- 遍历时不保障任何程序，跟元素插入程序或者拜访程序无关
- 进行遍历时如果执行HashMap的remove(Object key)或者put(Object value)办法时会疾速失败，抛出异样ConcurrentModificationException。遍历时删除元素只能通过Iterator自身的remove()办法实现
HashMap中有两个重要概念
因为 HashMap 扩容开销很大（须要创立新数组、从新哈希、调配等等），因而产生扩容相干的两个因素：
- 容量（capacity）HashMap以后长度
- 负载因子（load factor）负载因子，默认值0.75f
不利因素：容量太小扩容rehash，导致性能升高，加载因子太大则会发生冲突，查找的效率变低.
容量即该HashMap可能存储的最大的key个数，为便于扩容，容量都是2^n次方。负载因子用于计算执行扩容的阈值，默认的负载因子是0.75，该值是综合思考HashMap的get/put等多种操作时的工夫空间上的均衡，举荐应用默认值即可。如果容量时256，负载因子是0.75时，当key的总量超过192个时会进行扩容，即容量变成原来的两倍512，原有的存储的key会从新通过hash运算重新分配。
常量
// 如果不指定初值的话，列表的长度就为16，默认加载因子为0.75，static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;成员变量
// node列表transient Node<K,V>[] table;// 缓存节点transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;// 节点数量transient int size;// 批改的次数transient int modCount;// 极限值，如果节点数大于这个值就须要扩容，计算形式是capacity * loadfactorint threshold;// 加载因子，节点数值大于以后总数的肯定百分比时扩容final float loadFactor;HashMap 的实现形式
/* ---------------- Public operations -------------- *//** * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial * capacity and load factor. * * @param initialCapacity the initial capacity * @param loadFactor the load factor * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative * or the load factor is nonpositive */public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);}/** * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial * capacity and the default load factor (0.75). * * @param initialCapacity the initial capacity. * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative. */public HashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}/** * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity * (16) and the default load factor (0.75). */public HashMap() { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; putMapEntries(m, false);}// Map中生成一个新的Map，属于深拷贝final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) { int s = m.size(); if (s > 0) { if (table == null) { // pre-size float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F; int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY); if (t > threshold) threshold = tableSizeFor(t); } else if (s > threshold) resize(); for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) { K key = e.getKey(); V value = e.getValue(); putVal(hash(key), key, value, false, evict); } }}get办法
public V get(Object key) { Node<K,V> e; return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;}/** * Implements Map.get and related methods. * * @param hash hash for key * @param key the key * @return the node, or null if none */final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k; // 列表是否为空 if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) { // 第一个是否要找的，判断条件统一且key统一 if (first.hash == hash && // always check first node ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return first; if ((e = first.next) != null) { if (first instanceof TreeNode) return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key); // 依据哈希抵触解决办法，每个数据项都是一个链表，须要遍历这个链表去找到咱们须要的key那项 do { if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } while ((e = e.next) != null); } } return null;}put办法
put操作时，HashMap会先进行初始化，如果没有先进行初始化操作，初始化过程会取比用户指定容量大的最近2的幂次数作为数组的初始容量，如果设置扩容的阀值也进行更新，初始化实现当前持续put办法。
- 先判断有没有初始化
- 在判断传入的key是否为空 就存储在table(0)地位
- key不为空就对key进行hash，hash的后果在 & 上数组的长度就失去了地位。
- 如果存储地位为空就创立新节点，不为空就说存在hash抵触了。
- 解决抵触HashMap会遍历整个链表，如果有雷同的value值就更新，否则创立节点增加到链表头。
- 增加还要判断存储节点是否达到阈值，达到阈值要进行扩容。
- 扩容两倍，扩容的时候应用Arrays.copy() 进行扩容。
- 扩容过后新插入的节点也要从新进行hash 一遍能力插入。
/** * Implements Map.put and related methods. * * @param hash hash for key * @param key the key * @param value the value to put * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value * @param evict if false, the table is in creation mode. * @return previous value, or null if none */final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; // 首先还是先查看列表是否为空，为空的话就调用reszie() if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 依据哈希办法找到列表中的地位，看看是否为空，为空就新建 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; // 如果曾经存在，查看是不是和key统一，如果统一把value替换 if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { // 再找链表里有没有数据项和key统一，不统一的话就找到链表的尾部 if ((e = p.next) == null) { // 在尾部插入一个新的数据项 p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } // 统一先让p和e指向同一个数据项 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } // 查看e是否为空，不为空示意key所对应的数据项曾经存在了 if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; // 这时候就须要判断下onlyIfAbsent开关，如果为true示意不须要更新已有数据项的值了，false才更新 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null;}如何计算失去hash code
^和>>>这个两个运算符号
^这个符号叫做异或运算符，两个操作数的位中，雷同则后果为0，不同则后果为1
比方2^5=7 因为0010^0101=0111
static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}modCount的作用
能够看到modeCount在put，get，remove这些值中被批改。而后在AbstractSet的几个子类KeySet和Values中的foreach中被用来比拟。
在循环之前先记录modCount的值，如果循环完结之后这个值被扭转了阐明HashMap内部结构产生了变动，线程不平安了，就抛出异样，实现“fast-fail”机制。
public final void forEach(Consumer<? super V> action) { Node<K,V>[] tab; if (action == null) throw new NullPointerException(); if (size > 0 && (tab = table) != null) { int mc = modCount; for (int i = 0; i < tab.length; ++i) { for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) action.accept(e.value); } if (modCount != mc) throw new ConcurrentModificationException(); }}HashMap的常见问题
hashMap 的1.7 和1.8的区别？
Hash1.7 和1.8 最大的不同在于1.8 采纳了“数组+链表+红黑树”的数据结构，在链表长度超过8 时，把链表转化成红黑树来解决HashMap 因链表变长而查问变慢的问题。
1.7 的底层节点为Entry，1.8 为node ，然而实质一样，都是Map.Entry 的实现。
还有就是在存取数据时增加了对于树结构的遍历更新与增加操作，并采纳了尾插法来防止环形链表的产生。
HashMap扭转头插法扭转尾插法的起因是什么？
java8之前是头插法，就是说新来的值会取代原有的值，原有的值就顺推到链表中去，代码的作者认为起初的值被查找的可能性更大一点，晋升查找的效率。
HashMap的扩容机制有哪些呢？
HashMap的扩容机制，数组容量是无限的，数据屡次插入的，达到肯定数量就行扩容，也就是resize。
举个栗子:容量100的时，当要存第76的时候，就会判断须要进行resize，进行扩容。
/** * The load factor used when none specified in constructor. */static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;HashMap的扩容的条件是什么呢？
扩容：创立一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍。
ReHash：遍历原Entry数组，把所有的Entry从新Hash到新数组。
为什么要从新计算Hash呢，间接复制用不香么？
Hash的公式---> index = HashCode（Key） & （Length - 1）原来长度（Length）是8你位运算进去的值是2 ，新的长度是16你位运算进去的值显著不一样了
咱们当初往一个容量大小为2的put两个值，负载因子是0.75是不是咱们在put第二个的时候就会进行resize？
2*0.75 = 1 所以插入第二个就要resize了
因为resize的赋值形式，也就是应用了单链表的头插入方式，同一地位上新元素总会被放在链表的头部地位，在旧数组中同一条Entry链上的元素，通过从新计算索引地位后，有可能被放到了新数组的不同地位上。
如果这个时候去取值，呈现了“Infinite Loop”。
应用头插会扭转链表的上的程序，然而如果应用尾插，在扩容时会放弃链表元素本来的程序，就不会呈现链表成环的问题了。
就是说本来是A->B，在扩容后那个链表还是A->B
Java7在多线程操作HashMap时可能引起死循环，起因是扩容转移后前后链表程序倒置，在转移过程中批改了原来链表中节点的援用关系。
Java8在同样的前提下并不会引起死循环，起因是扩容转移后前后链表程序不变，放弃之前节点的援用关系。
源码看到put/get办法都没有加同步锁，多线程状况最容易呈现的就是：无奈保障上一秒put的值，下一秒get的时候还是原值，所以线程平安还是无奈保障。
HashMap初始值为什么是16？
位与运算比算数计算的效率高了很多，设置初始值16，是为了服务将Key映射到index的算法。
因为在应用不是2的幂的数字的时候，Length-1的值是所有二进制位全为1，这种状况下，index的后果等同于HashCode后几位的值。只有输出的HashCode自身散布平均，Hash算法的后果就是平均的。
这是为了实现均匀分布。
/** * The default initial capacity - MUST be a power of two. */static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16能用HashMap给我举个例子么？
java中，所有的对象都是继承于Object类。Ojbect类中有两个办法equals，hashCode这两个办法都是用来比拟两个对象是否相等的。
在未重写equals办法咱们是继承了object的equals办法，那里的 equals是比拟两个对象的内存地址，显然咱们new了2个对象内存地址必定不一样对于值对象，==比拟的是两个对象的值
对于援用对象，比拟的是两个对象的地址
HashMap是线程不平安的，其次要体现？
在jdk1.7中，在多线程环境下，扩容时会造成环形链或数据失落。
在jdk1.8中，在多线程环境下，会产生数据笼罩的状况。
HashMap常见面试题
- HashMap的底层数据结构？
- HashMap的存取原理？
- Java7和Java8的区别？
- 为啥会线程不平安？
- 有什么线程平安的类代替么?
- 默认初始化大小是多少？为啥是这么多？为啥大小都是2的幂？
- HashMap的扩容形式？负载因子是多少？为什是这么多？
- HashMap的主要参数都有哪些？
- HashMap是怎么解决hash碰撞的？
- hash的计算规定？
实现线程平安须要用ConcurrentHashMap
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