HashMap源码分析
HashMap 简介
HashMap 主要用来存放键值对，它基于哈希表的Map接口实现，是经常使用的Java集合之一。java
JDK1.8 以前 HashMap 由 数组+链表 组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8 之后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为 8）时，将链表转化为红黑树（将链表转换成红黑树前会判断，若是当前数组的长度小于 64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树），以减小搜索时间，具体能够参考 treeifyBin方法。node
底层数据结构分析
JDK1.8以前
JDK1.8 以前 HashMap 底层是 数组和链表 结合在一块儿使用也就是 链表散列。HashMap 经过 key 的 hashCode 通过扰动函数处理事后获得 hash 值，而后经过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置（这里的 n 指的是数组的长度），若是当前位置存在元素的话，就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，若是相同的话，直接覆盖，不相同就经过拉链法解决冲突。git
所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数以后能够减小碰撞。数组
JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:数据结构
JDK 1.8 的 hash方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化，可是原理不变。app
static final int hash(Object key) { int h; // key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode // ^ ：按位异或 // >>>:无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); }
对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码.ide
static int hash(int h) { // This function ensures that hashCodes that differ only by // constant multiples at each bit position have a bounded // number of collisions (approximately 8 at default load factor). h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); }
相比于 JDK1.8 的 hash 方法 ，JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点，由于毕竟扰动了 4 次。函数
所谓 “拉链法” 就是：将链表和数组相结合。也就是说建立一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中便可。源码分析
JDK1.8以后
相比于以前的版本，jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减小搜索时间。性能
类的属性：
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { // 序列号 private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; // 默认的初始容量是16 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 默认的填充因子 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 当桶(bucket)上的结点数大于这个值时会转成红黑树 static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 桶中结构转化为红黑树对应的table的最小大小 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; // 存储元素的数组，老是2的幂次倍 transient Node<k,v>[] table; // 存放具体元素的集 transient Set<map.entry<k,v>> entrySet; // 存放元素的个数，注意这个不等于数组的长度。 transient int size; // 每次扩容和更改map结构的计数器 transient int modCount; // 临界值 当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时，会进行扩容 int threshold; // 加载因子 final float loadFactor; }
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loadFactor加载因子
loadFactor加载因子是控制数组存放数据的疏密程度，loadFactor越趋近于1，那么 数组中存放的数据(entry)也就越多，也就越密，也就是会让链表的长度增长，loadFactor越小，也就是趋近于0，数组中存放的数据(entry)也就越少，也就越稀疏。
loadFactor太大致使查找元素效率低，过小致使数组的利用率低，存放的数据会很分散。loadFactor的默认值为0.75f是官方给出的一个比较好的临界值。
给定的默认容量为 16，负载因子为 0.75。Map 在使用过程当中不断的往里面存放数据，当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就须要将当前 16 的容量进行扩容，而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操做，因此很是消耗性能。
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threshold
threshold = capacity * loadFactor，当Size>=threshold的时候，那么就要考虑对数组的扩增了，也就是说，这个的意思就是 衡量数组是否须要扩增的一个标准。
Node节点类源码:
// 继承自 Map.Entry<K,V> static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash;// 哈希值，存放元素到hashmap中时用来与其余元素hash值比较 final K key;//键 V value;//值 // 指向下一个节点 Node<K,V> next; Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; } public final K getKey() { return key; } public final V getValue() { return value; } public final String toString() { return key + "=" + value; } // 重写hashCode()方法 public final int hashCode() { return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value); } public final V setValue(V newValue) { V oldValue = value; value = newValue; return oldValue; } // 重写 equals() 方法 public final boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (o instanceof Map.Entry) { Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o; if (Objects.equals(key