HashMap的存储结构及原理

1、HashMap的数据结构(HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，是无序的)

  数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储，但这两者基本上是两个极端。

  数组 ：数组的存储区是连续的，占用内存严重，故空间复杂度很大。但数组的二分查找时间度小；数组的特点：寻址容易，插入和

删除困难。

  链表 ：链表的储存区离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度大；链表的特点：寻址困难，插入和删除容易。

哈希表

  HashMap是由数组+链表组成；寻址容易，插入和删除容易。（存储单元数组Entry[]，数组里面包含链表）

  HashMap其实也是由一个线性的数组实现的。所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性容器；

  HashMap里面有一个内部静态类Entry，其重要的属性有key，value，next，从属性key，value 就可以很明显的看出来 Entry就是

  HashMap键值对实现的一个基础bean；也就是说HashMap的基础就是一个线性数组，这个数组就是Entry[]，Map里面的内容都保存

在Entry[]中；

    /**     * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.     */    transient Entry[] table;

2、HashMap的存取实现

2.1：存储

这里HashMap用了一个算法。

//存储时候：

int hash=key.hashCode(); //获取key的hashCode，这个值是一个固定的int值

int index=hash%Entry[].length；//获取数组下标：key的hash值对Entry数组长度进行取余

Entry[index]=value；

注意：如果两个key通过hash%Entry[].length得到的index相同，会不会覆盖？

是不会的。Entry类有一个next属性，作用是指向下一个Entry。打个比方， 第一个键值对A进来，通过计算其key的hash得到的

index=0，记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？HashMap会这样做:B.next =

 A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他

们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。

也就是说Entry[]数组中存储的是最后插入的数据

 public V put(K key, V value) {        if (key == null)            return putForNullKey(value); //null总是放在数组的第一个链表中        int hash = hash(key.hashCode());        int i = indexFor(hash, table.length);        //遍历链表        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {            Object k;            //如果key在链表中已存在，则替换为新value            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {                V oldValue = e.value;                e.value = value;                e.recordAccess(this);                return oldValue;            }        }        modCount++;        addEntry(hash, key, value, i);        return null;    } void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];    table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e); //参数e, 是Entry.next    //如果size超过threshold，则扩充table大小。再散列    if (size++ >= threshold)            resize(2 * table.length);}

2.2：取值

    获取key的hashcode指，通过hash值去hash%Entry[].length  获取Entry[hash%Entry[].length]，定位到该数组元素之后，再遍历该元

素处的链表。

//取值时候：

int hash=key.hashCode();

int index =hash%Entry[].length;

return Entry[index];

     public V get(Object key) {        if (key == null)            return getForNullKey();        int hash = hash(key.hashCode());        //先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];             e != null;             e = e.next) {            Object k;            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))                return e.value;        }        return null;}

      当哈希表的容量超过默认容量时，必须要调整table的大小。当容量达到最大值时，该方法Integer.MAX_VALUE返回，这时，就需要创建

一张表，将原来的表映射到新表中。

3、HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap的线程安全问题

HashMap：线程不安全的。
HashTable：锁住整张hash表，让线程独占。hashMap允许为空。通过分析Hashtable就知道，synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表

让线程独占，安全的背后是巨大的浪费。

ConcurrentHashMap:一个更快的hashmap，它提供了好得多的并发性。多个读操作几乎总可以并发地执行。他是锁段（默认：把hash表分为16个

段），在get，put，remove等操作中，ConcurrentHashMap只锁定当前需要用到的段，只有在求size的时候才锁定整张hash表。