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哈喽民众好！今天我们来聊聊Java中最经典的数据结构之一——HashMap！如果你是Java树立者，那你一定对它不生分。HashMap 是我们进行键值对存储的好襄理，果真是我们在弥远树立中离不开的器具。本文会从数据结构、扩容机制、put和查找流程、哈希函数以及JDK 1.7与1.8的相反等多方面，来详备拆解一下HashMap的底层旨趣！Let's go～
数据结构：数组 + 链表 + 红黑树
在Java的HashMap中，底层数据结构是数组、链表、红黑树三者的组合。通过键值对的哈希映射，HashMap不错竣事快速的数据存取。那么，HashMap是奈何把这三种数据结构组合起来的呢？
数组：这是HashMap的中枢存储空间，称为table。当我们通过key来存取数据时，本体是把key通过哈希函数映射到table中的某个索引位置。链表：在HashMap中，链表主淌若用来处理哈希败坏的。如果多个key被映射到了合并个数组索引，那么这些败坏的元素会被放在一个链表中，以链表体式存储。红黑树：在JDK1.8引入了红黑树，以优化链表的查找成果。若一个索引下的链表长度率先8，而况数组长度大于64，HashMap会将链表诊疗成红黑树。这么不错将查找的时期复杂度从O(n)降到O(log n)，大幅度进步性能。
扩容情况：为什么是2的幂次方？
HashMap在扩容机制上亦然照葫芦画瓢。扩容不仅影响性能，还会影响数据的散布和哈希碰撞，是以在容量和扩容机制假想上，HashMap终点负责。
默许大小和负载因子：HashMap的默许容量是16偷拍 英文，负载因子是0.75。也便是说，当HashMap的填充度率先75%时，就会触发扩容操作，幸免因为过多的哈希败坏而镌汰性能。扩容机制：扩容发生时，HashMap会将面前容量翻倍，并再即将统共元素再行哈希到新的数组中。容量恒久是2的幂次方：HashMap的容量老是保持2的幂次方。这么假想的原因主要有以下几点：2的幂次方不错使(n-1) & hash的运算散布更均匀，减少哈希碰撞。使用位运算&替代取模操作，成果更高。
put方法的流程
HashMap的put方法不错说是HashMap的精髓之一，理会它的奉行流程，有助于我们掌抓HashMap的存储机制。put方法主要分以下几个门径：
判断table是否为空：如果table为空，HashMap会进走时转动操作，将容量引申为默许大小16。测度hash值和索引位置：通过key的hashCode值经过扰动函数处理后，再通过(n - 1) & hash测度出该元素存放的数组下标index。查验是否有哈希败坏：查验table[index]处是否依然有节点。如果莫得节点，平直构造一个新的Node节点放入table[index]处；如果依然有节点，施展发生了哈希败坏，干与下一步判断。哈希败坏处理：在处理哈希败坏时，HashMap通过链表和红黑树来搞定败坏。若现存节点的key与新节点的key相同，就会用新的value阴私原有值。如果不相同，查验现存节点类型，如果是链表节点，则将新节点添加到链表中；如果链表长度率先阈值8且数组长度大于64，会将链表诊疗为红黑树。判断是否需要扩容：当插入完成后，HashMap会查验面前容量是否率先负载因子0.75的阈值，如果率先则触发扩容。
哈希函数：扰动函数与hash测度
HashMap的哈希函数不单是是浅近地用key.hashCode()来决定索引位置，因为平直使用hashCode()的低效与不均匀会导致多数哈希碰撞。因此，HashMap弃取了一种“扰动函数”来优化哈希值的测度流程。
HashMap在测度key的哈希值时，先对key的hashCode()进行一次扰动，将hashCode的高16位和低16位进行异或运算。这个“扰动”能让哈希适度愈加均匀散布，尽可能地减少哈希碰撞。
经过扰动处理后的哈希值，最终和会过(n - 1) & hash来测度索引位置，这么不错确保得到的索引位置恒久位于数组范围内。
JDK1.7与JDK1.8的区分
在JDK1.7与JDK1.8之间，HashMap的竣事存一些要道性变化：
数据结构：JDK1.7中，HashMap弃取了“数组+链表”的组合，而JDK1.8中则弃取“数组+链表+红黑树”三者长入的结构。在JDK1.8中，当链表长度率先8且数组长度大于64时，链表会转动为红黑树以优化查找性能，幸免长链表变成的性能瓶颈。hash败坏处理花样：在JDK1.7中，链表插入新节点时弃取的是头插法，这么作念的克己是插入速率较快，但在并发情况下可能会产存一火轮回（举例在rehash时期）。而在JDK1.8中，链表插入时弃取了尾插法，幸免了并发扩容时死轮回的问题。扩容流程：JDK1.8中，HashMap的扩容更为智能高效，通过高位运算决定节点位置是否发生变化。扩容时不再再行测度统共节点的哈希值，只需查验每个节点的高位，决定是否需要搬移至新数组。性能优化：JDK1.8的HashMap在多线程环境下性能优化显着，搞定了JDK1.7在并发要求下扩容时可能导致的死轮回问题。总体来看，JDK1.8的HashMap在结构上更为合理，更适用于高并发场景。
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少妇白洁全集好了，这便是HashMap的底层假想和竣事旨趣，学会这些学问之后，再碰到对于HashMap的口试题，你一定不错粗疏搪塞！
底层结构：HashMap弃取数组、链表、红黑树组合的数据结构来存储键值对。扩容机制：HashMap默许负载因子为0.75，扩容时容量翻倍，恒久保持2的幂次方以提高存储成果。put流程：put方法主要包括判断运转动、测度hash值、搞定哈希败坏、扩容等几个门径。哈希函数：弃取扰动函数，镌汰哈希碰撞，确保元素均匀散布。JDK1.7 vs JDK1.8：1.8引入红黑树和尾插法处理败坏，幸免了死轮回，提高了多线程环境的安全性。
但愿这篇著作能帮你更深化地理会HashMap！感谢阅读，接待留言磋磨~
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