HashMap是java中利用最广的汇合类之一，以key/value(键值对）的形式保留数据。

你能够把HashMap叫做汇合类，也能够把它叫做容器，java中许多容器框架比方Spring，其实好多都是用HashMap来存储数据的。

当然，java秉承“一切都是对象”，HashMap中存储的当然也是对象，只不过是以“键值”对组成的对象。

HashMap继承自AbstractMap，并实现了Map接口。所以，想要彻底搞懂HashMap，还是须要先从Map接口、以及AbstractMap动手。

Map接口

其实Map接口没啥货色，接口而已。定义了size()、isEmpty()、get()、put()、containsKey()、containsValue()......等通用的Map类办法。

绝对重要一点的是，Map接口定义了一个Entry<K,V>外部接口，这个Entry其实就是Map蕴含的对象，不同的Map的实现类会有不同的实现。

Map接口也实现了几个办法，具体临时就不详细分析了，这其实是一个很好的针对“接口是否能够实现办法？”这个问题的很好的答案。

AbstractMap抽象类

AbstractMap抽象类实现了Map接口，具体化了局部Map接口定义的办法。

实现了一个叫SimpleEntry的Entry（就是Map接口中定义的外部接口），还有一个叫SimpleImmutableEntry的Entry。

暂且不表，不影响主题：辨认HashMap真面目。

HashMap的数据结构

回过头来再持续钻研HashMap，首先辨认HashMap的数据结构，咱们先从简略的动手，一步一步抽丝剥茧、先易后难，逐渐钻研。

首先来认识一下Node。
Node是Entry的实现，数据结构非常简单：

 final int hash; final K key; V value; Node<K,V> next;

哈希值、key、vaue以及指向下一节点的简略的链表构造。

HashMap桶内Node链表容量增大之后会主动批改简略链表构造为红黑树，本篇暂不钻研红黑树。

table数组
table数组是HashMap真正存储数据的中央，所以说白了HashMap底层实际上还是数组。

不过HashMap的table是比拟非凡的数组，数组内的每一个对象其实就是咱们常说的桶，桶内装的是Node<K,V>对象，也就是咱们搁置到HashMap中的键值对。

HashMap的初始化

HashMap提供了几个不同的初始化办法，区别无非就是有没有初始化容量大小、有没有初始化对象、有没有初始化的loadFactor和threshold。

这几个概念须要咱们一个个缓缓去理解。

  1. 容量
    就是HashMap中table数组的大小，HashMap的容量是2的n次方，初始化不设置容量的话，默认16，初始化如果设置了
    initialCapacity 的话，则HashMap的容量是最靠近initialCapacity并且大于initialCapacity的2的整数次幂，比方initialCapacity设置为3,4,5则HaspMap最终容量为8，设置为9,10,11...则HashMap的最终容量为16，以此类推。

    这个容量计算是通过tableSizeFor办法实现的，咱们临时按下好奇心（这个办法为什么能实现大于输出参数cap的最近的2的整数次幂？）。

    static final int tableSizeFor(int cap) {     int n = cap - 1;     n |= n >>> 1;     n |= n >>> 2;     n |= n >>> 4;     n |= n >>> 8;     n |= n >>> 16;     return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; }
  2. loadFactor
    直译为装载因子，意译为扩容因子，初始值设置为0.75。
  3. threshold
    threshold是扩容阈值，HashMap的容量*loadFactor=threshold。当HashMap寄存对象的数量增长到threshold的时候进行扩容。
    比方HashMap初始化容量为16，默认loadFactor为0.75，则threshold=16*0.75=12。则当HashMap存储对象的数量（size）大于12的时候，HaspMap调用resize()办法主动扩容。
    4.size
    能够通过调用size()办法获取到，HashMap内理论寄存的对象数。咱们如果要想搞清楚HashMap的真面目，最好能对size和容量Capacity有分明的意识。size是对利用很有价值的数据，咱们开发过程中所说的一个HashMap的大小其实指的就是size。而Capacity对利用来说没有什么意义，只是HashMap外部应用的概念，只对那些对HashMap内部结构有趣味、想要钻研分明其工作机制的同学有意义。

HashMap赋值

HashMap的赋值逻辑如下（假如待寄存的数据为e<key1,value1>）：

  1. 查看table数组为空的话，初始化指定容量或者默认容量的table数组
  2. 依据key1的哈希值计算得出（算法为（容量 - 1） & hash(key1）)对应的桶。这一步很重要，一般来讲优良的hash算法可能尽可能确保不同的key值得到不同的hash值，也就能够确保放入不同的桶内。然而不可避免的，可能会存在不同key值得到雷同hash值的状况（hash抵触：key1<>key2,hash(key1)=hash(key2)），这种状况下就会搁置在雷同的桶（比方table[5]）内。
  3. 失去桶之后，判断桶内是否曾经有数据。
  4. 没有数据则间接new一个Node：newNode(hash, key1, value1, null)，放在桶中，完结。
  5. 否则，桶内有数据，有两种状况：一是为键值key1反复赋值、二是hash抵触。
  6. 如果是hash抵触，则new一个Node：newNode(hash, key1, value1, null)并将其设置为桶内的最初一个Node。
  7. 如果是反复赋值（桶内数据的key值=key1），则为key1从新赋值value1，并返回key1的旧值

所以咱们能够看到，针对key而言，HashMap不反复，意思是说，雷同的key只在HashMap中只保留一份数据。

并且，个别状况下，HashMap的一个桶内只保留一个对象，只有在hash抵触产生了之后，桶内才有可能搁置多于一个对象，以链表构造保留。

HashMap中的null对象

此处null对象指的是HashMap中的key值为null的Node对象。

大家都晓得HashMap容许且仅能存储key=null的一个对象，比方代码：

    HashMap hm<String,String> = new HashMap();    hm.put(null,"it's null");    hm.put(null,"i am null");    hm.put(null,"null loves null");

最终hm容器中只有一个null对象，并且hm.get(null)失去的应该是 "null loaves null"。

这背地的起因能够从上述HashMap赋值逻辑中找到答案，你只有晓得null的hash值是0就可轻易得出以上论断。

从HashMap获取数据

通过get（key）办法获取数据的逻辑如下（假如要获取的数据key=key1）：

  1. table数组不为空并且数组长度大于0，则采纳与put数据雷同的算法失去key1值对应的桶。
  2. 桶内不空则从第一个节点开始查看，如果节点key值等于key1，则返回该节点的value。如果第一个节点不满足条件，则顺次查看桶内所有其余节点。
  3. 桶内空，或者桶内不空然而没有找到满足条件的对象（应该不可能）则返回null，表明以后HashMap中不存在key值为key1的对象

须要留神的一点是，查看节点key值等于key1的逻辑是：
两个对象相等，或者两个对象不为null且key1.equals(key)。

好了，以上！置信曾经可能揭开HashMap神秘面纱之一角了。