48 容器（七）——HashMap底层：哈希表结构与哈希算法

哈希表结构

哈希表是由数组+链表组成的，首先有一个数组，数组的每一个位置都用来存储一个链表，链表的基本节点为：【hash值，key值，value值，next】，当存入一个键值对时，首先调用hashcode()方法获得key的hashcode，然后通过算法计算出hash值，当不同的key取到相同的hash值时，后面的key作为一个节点连接到前一个相同hash值的key的节点。

hash值的算法

最差的算法：hashcode/hashcode 会将所有的元素存储在数组的下标1位，实际上已经退化为一个数组

常用的算法是：hashcode%数组长度

通过这个算法将得到[0,数组长度-1]的值，即hash值。这种算法可以使各key尽可能均匀的分布在数组中。这种表也称作“散列（hash的翻译）表”。

优化算法：同样是取余数，但是进行了优化。首先约定数组的长度为2的整数幂，然后通过位运算快速得道hash值：hashcode&(数组长度-1)

下面验算一下算法：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Test t = new Test();
		//算法：hashcode%数组长度，假设数组长度为16(2的4次方)
		System.out.println(t.hashCode()%16);
		System.out.println(t.hashCode()&(16-1));
	}
}

结果：
2
2

　　

后面又优化了一次，是目前使用的hash值算法（我看不懂）：

get方法底层

调用get方法时，会通过传入的key值，调用hashCode()方法获得key对象相应的hashCode值，然后通过计算获得hash值，与位桶数组（就是hash表的数组）的对应位置的链表中的各节点逐个进行比较，如相同，则返回该value。

equals方法比较的就是hashCode值，如果a.equals(b)为true,那么a与b的hashCode值一直相等。

get方法调用了getNode方法，一下为getNode源码：

    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

　　

拆开分析：

哈希表的扩容

HashMap的位桶数组，初始大小为16。当位桶数组中的元素到达（0.75*数组length）,就重新调整数组大小为原来的2倍。

但扩容很耗时。

当位桶数组的列表长度大于8时，链表会转换为红黑树，这将大大提高查找效率。