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什么是HashMap
HashMap是一個(gè)用于存儲(chǔ)Key-Value鍵值對(duì)的集合，每一個(gè)鍵值對(duì)也叫做Entry。這些鍵值對(duì)（Entry）分散存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)組中，這個(gè)數(shù)組就是HashMap的主干。
HashMap數(shù)組每一個(gè)元素的初始值都是Null。
對(duì)于HashMap，我們最常使用的是兩個(gè)方法：Get和Put。
1.Put方法的原理
例如，調(diào)用hashMap.put("apple", 0)，插入一個(gè)Key為“apple”的元素。這時(shí)候我們需要利用一個(gè)哈希函數(shù)來確定Entry的插入位置（index）：
index = Hash("apple")
假定最后計(jì)算出的index是2，那么結(jié)果如下：
但是，因?yàn)镠ashMap的長度是有限的，當(dāng)插入的Entry越來越多時(shí)，再完美的Hash函數(shù)也難免會(huì)出現(xiàn)index沖突的情況。比如下面這樣：
這時(shí)候怎么辦呢？我們可以利用鏈表來解決。
HashMap數(shù)組的每一個(gè)元素不止是一個(gè)Entry對(duì)象，也是一個(gè)鏈表的頭結(jié)點(diǎn)。每一個(gè)Entry對(duì)象通過Next指針指向它打的下一個(gè)Entry節(jié)點(diǎn)。當(dāng)新來的Entry映射到?jīng)_突的數(shù)組位置時(shí)，只需要插入到對(duì)應(yīng)的鏈表即可：
需要注意的是，新來的Entry節(jié)點(diǎn)插入鏈表時(shí)，使用的是“頭插法”。之所以用“頭插法”，是因?yàn)镠ashMap的發(fā)明者認(rèn)為，后插入的Entry被查找的可能性更大。
2.Get方法的原理
使用Get方法根據(jù)Key來查找Value的時(shí)候，發(fā)生了什么呢？
首先會(huì)把輸入的Key做一次Hash映射，得到對(duì)應(yīng)的index：
index = Hash("apple")
由于剛才所說的Hash沖突，同一個(gè)位置有可能匹配到多個(gè)Entry，這時(shí)候就需要順著對(duì)應(yīng)鏈表的頭節(jié)點(diǎn)，一個(gè)一個(gè)向下來查找。假設(shè)我們要查找的Key是“apple”:
第一步，我們查看的是頭節(jié)點(diǎn)Entry6，Entry6的Key是banana，顯然不是我們要找的結(jié)果。
第二步，我們查看的是Next節(jié)點(diǎn)Entry1，Entry1的Key是apple，正是我們要找的結(jié)果。
擴(kuò)展
1、Hashmap的初始長度？為什么這么定
HashMap的默認(rèn)初始長度是16，并且每次自動(dòng)擴(kuò)展或是手動(dòng)初始化時(shí)，長度必須是2的冪。
之所以選擇16，是為了服務(wù)于從Key映射到index的Hash算法，實(shí)現(xiàn)一個(gè)盡量均勻分布的Hash函數(shù)。
上面提到，從Key映射到HashMap數(shù)組的對(duì)應(yīng)位置，會(huì)用到一個(gè)Hash函數(shù)：
index = Hash("apple")
如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)盡量均勻分布的Hash函數(shù)呢？我們通過利用Key的HashCode值來做某種運(yùn)算，HashMap的發(fā)明者采用了位運(yùn)算的方式。
如何進(jìn)行位運(yùn)算呢？有如下的公式（Length是HashMap的長度）：
index = HashCode(Key) & (Length - 1)
舉例，以值為“book”的Key來演示整個(gè)過程：
1、計(jì)算book的hashcode，結(jié)果為十進(jìn)制的3029737，二進(jìn)制的101110001110101110 1001。
2、假定HashMap長度是默認(rèn)的16，計(jì)算Length-1的結(jié)果為十進(jìn)制的15，二進(jìn)制的1111。
3、把以上兩個(gè)結(jié)果做 與運(yùn)算，101110001110101110 1001 & 1111 = 1001，十進(jìn)制是9，所以 index=9。
可以說，Hash算法最終得到的index結(jié)果，完全取決于Key的HashCode值的最后幾位。
為什么HashMap初始長度采用16呢？我們可以對(duì)比長度是10的情況。
重復(fù)剛才的運(yùn)算步驟：
單獨(dú)看這個(gè)結(jié)果，表面上并沒有問題。我們?cè)賮韲L試一個(gè)新的HashCode 101110001110101110 1011:
我們?cè)贀Q一個(gè)HashCode 101110001110101110 1111試試：
對(duì)比結(jié)果可以看到，雖然HashCode的倒數(shù)第二位、第三位從0變成了1，但是運(yùn)算的結(jié)果都是1001。也就是說，當(dāng)HashMap長度為10的時(shí)候，有些index結(jié)果的出現(xiàn)幾率會(huì)更大，而有些index結(jié)果永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)（比如0111）。
這樣，顯然不符合Hash算法均勻分布的原則。
反觀長度16或其他2的冪，Length-1的值是所有二進(jìn)制全為1，這種情況下，index的結(jié)果等同于HashCode后幾位的值。只要輸入的HashCode本身分布均勻，Hash算法的結(jié)果就是均勻的。
2、高并發(fā)下的HashMap
(1) Hashmap在插入元素過多的時(shí)候需要進(jìn)行Resize，Resize的條件是
HashMap.size >= Capacity * LoadFactor
其中，Capacity是HashMap的當(dāng)前長度，HashMap的長度是2的冪。
LoadFactor是HashMap負(fù)載因子，默認(rèn)值為0.75f。
（2） HaspMap的Resize包含兩個(gè)步驟：
一是擴(kuò)容。創(chuàng)建一個(gè)新的Entry空數(shù)組，長度是原數(shù)組的2倍。
二是ReHash，遍歷原Entry數(shù)組，把所有的Entry重新Hash到新數(shù)組。
需要注意的是，ReHash在并發(fā)的情況下可能形成鏈表環(huán)。
