面试高频问题：HashMap实现原理

今天给同窗们讲讲一个面试常常遇到的高频问题，HashMap实现原理，但愿在金三银四的季节对同窗们有帮助。

HashMap结构图目录
 1、唠叨
 2、解析思路

 3、get方法
 4、put方法
 5、resize方法

 1、唠叨

认真阅读了下HashMap的实现方式，也参考了网上别人的一些解析，我的以为仍是有些东西想说。网上有的文章名字为HashMap源码解析，实际上就是给它里面的一些方法加上一些注释而已，有很多都是这样的。
我本身看源码的时候，发现不是别人不想解析，而是它的实现真的须要亲自研读，多理顺几遍才知道怎么回事。
我在这里解析的文字描述也较多，无论谁的解析，本身也都要看一下JDK源码的具体实现，咱们仅提供参考而已。

2、解析思路

源码不太方便看，先说明一下个人阅读思路。
1.把经常使用的几个方法拷贝到文本编辑器里面。
2.HashMap中不一样的时候会有不一样的流程，梳理方法中的逻辑流程。就像采用极端法，采用特殊的数据，而后查看方法执行语句。未执行的语句暂时不考虑。
3.注释源码...我以为HashMap的实现方式不够好，关键的几个方法里面包含的状况太多了，阅读起来是有难度的，而写程序的目的之一不就是让其余开发者阅读吗？一个方法内部作了太多的事情，违反了代码整洁的规则，一个函数作要尽可能少的事情。
解析
以前稍微介绍了一些HashMap的特性，HashMap初探。
（https://www.jianshu.com/p/be9ffb76db30）这里接着深刻。

3、get方法

先挑最简单的说

 

 

1 先从数组下标，找到对应的Node2. 
2 若是Node里的第一个节点命中，直接返回
3 若是有冲突，则经过key.equals(k)去查找对应的entry
4 若为树，则在树中经过key.equals(k)查找，O(logn)；
5 若为链表，则在链表中经过key.equals(k)查找，O(n)。put方法这个中间涉及的逻辑多一些，方法须要分不一样的步骤看。

 

 

4、put方法

这个中间涉及的逻辑多一些，方法须要分不一样的步骤看。
思路：
1对key的hashCode()作hash，而后再计算index;
2若是没碰撞直接放到bucket里；
3若是碰撞了，以链表的形式存在buckets后；
4若是节点已经存在就替换old 5value(保证key的惟一性)
6若是碰撞致使链表过长(大于等于TREEIFY_THRESHOLD)，就把链表转换成红黑树；
7若是Node的容量满了(超过load factor*current capacity)，就要resize。

 

通常不发生碰撞的时候，相对简单，数据量较小的状况下。

 

 

我解释下关于碰撞冲的循环。
1.查看是否存在相同的key，存在相同的key跳出循环，覆盖key的value。
2.若是不存在相同的key，在链表末尾插入新的Node若是链表节点过长，转换为树。
3.若是链表节点过长，转换为树。

 

 

红黑树的部分，咱们下次单独解析

 5、resize方法

这个涉及的内容，有很多线须要捋一捋。首先看申明时候会resize()。它们都在调用put的时候执行的。

1.table == 的时候

 

 

2.键值映射的的数目大于临界值的时候。

 

 

6、resize具体方法

 

 

若是是第一次resize，咱们抽出来会执行到的语句。
1.初始化容量
2.初始化threshold，也就是初始化临界值，决定了table的键值对数目到何时会再次resize()

 

第二次及后续的resize执行流程

 

 

resize中对有碰撞的链表的操做写的颇有意思，再叙述一下。在从新分配索引的时候，有从新组建链表的操做。

举个比较夸张的例子，读者就明白了。
1.e.hash < 2，那么e.hash&oldCap就等于0，索引为小于以前hash表大小之内的索引。也就是当初的索引不变。
2.e.hash > 2的时候，e.hash&old不等于0，那么它的索引就为当前表的索引再加上新扩容的大小。

                案例图

这个图说的是，当hashmap的表大小为2扩充到4的时候，本来挂载在1位置的链表，从新分配以后的样子。

最后 篇幅有限，我这里仅仅介绍了get方法，put方法，resize方法的具体原理，文章就已经很是长了，不利于阅读。 下次再补充一下HashMap的hash方法原理，其他的相关注意事项。