HashMap是一个用于存储Key-Value键值对的集合，每一个键值对也叫做Entry。这些个键值对（Entry）分散存储在一个数组当中，这个数组就是HashMap的主干。

HashMap数组每一个元素的初始值都是Null。
对于HashMap，我们最常使用的是两个方法：Get 和 Put

Put

调用Put方法的时候发生了什么呢？
比如调用 hashMap.put("apple", 0) ，插入一个Key为“apple"的元素。这时候我们需要利用一个哈希函数来确定Entry的插入位置（index）：

[图片上传中...(image.png-f5f6d3-1550458701627-0)]

但是，因为HashMap的长度是有限的，当插入的Entry越来越多时，再完美的Hash函数也难免会出现index冲突的情况。比如下面这样：

image.png

HashMap数组的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头节点。每一个Entry对象通过Next指针指向它的下一个Entry节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需要插入到对应的链表即可：

image.png

Get

使用Get方法根据Key来查找Value的时候，发生了什么呢？

首先会把输入的Key做一次Hash映射，得到对应的index：

index = Hash（“apple”）

由于刚才所说的Hash冲突，同一个位置有可能匹配到多个Entry，这时候就需要顺着对应链表的头节点，一个一个向下来查找。假设我们要查找的Key是“apple”：

image.png

第一步，我们查看的是头节点Entry6，Entry6的Key是banana，显然不是我们要找的结果。

第二步，我们查看的是Next节点Entry1，Entry1的Key是apple，正是我们要找的结果。

之所以把Entry6放在头节点，是因为HashMap的发明者认为，后插入的Entry被查找的可能性更大。

HashMap默认初始长度是16，并且每次拓展或手动初始化时长度必须是2的幂

从key映射到HashMap的对应位置会用到一个hash函数
如何实现一个尽量均匀分布的Hash函数呢？我们通过利用Key的HashCode值来做某种运算。取模方法简单但是效率低所以一般采用位运算的方式

**index = HashCode（Key） & （Length - 1） **

1.计算book的hashcode，结果为十进制的3029737，二进制的101110001110101110 1001。

2.假定HashMap长度是默认的16，计算Length-1的结果为十进制的15，二进制的1111。

3.把以上两个结果做与运算，101110001110101110 1001 & 1111 = 1001，十进制是9，所以 index=9。

可以说，Hash算法最终得到的index结果，完全取决于Key的Hashcode值的最后几位。
之所以长度为16或其他2的幂因为符合Hash算法均匀分布的原则，当HashMap长度为10的时候，有些index结果的出现几率会更大，而有些index结果永远不会出现（比如0111）！

扩容

HashMap的容量是有限的。当经过多次元素插入，使得HashMap达到一定饱和度时，Key映射位置发生冲突的几率会逐渐提高。这时候，HashMap需要扩展它的长度，也就是进行Resize

影响发生Resize的因素有两个：

1.Capacity
HashMap的当前长度。HashMap的长度是2的幂。

2.LoadFactor
HashMap负载因子，默认值为0.75f。

衡量HashMap是否进行Resize的条件如下：
HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor

1.扩容
创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍。

2.ReHash
遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组。为什么要重新Hash呢？因为长度扩大以后，Hash的规则也随之改变。

让我们回顾一下Hash公式：
index = HashCode（Key） & （Length - 1）

当原数组长度为8时，Hash运算是和111B做与运算；新数组长度为16，Hash运算是和1111B做与运算。Hash结果显然不同。

Resize前的HashMap： image.png Resize后的HashMap： image.png

高并发下的hash扩容

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假设一个HashMap已经到了Resize的临界点。此时有两个线程A和B，在同一时刻对HashMap进行Put操作：

image.png

此时达到Resize条件，两个线程各自进行Rezie的第一步，也就是扩容：

image.png

本文转自漫画：什么是HashMap？,有侵权请联系删除