首先我要进行讲解的是HashMap

• jdk1.8

不会的首先甩出3w1h:

• 1.HashMap是什么玩意？它的内部结构是什么？
• 2.它主要用在什么场景？
• 3.为什么要用它？跟其他比有什么优点？
• 4.什么时候用？
• 在分析过程的时候，我们可以采用演绎推导法、归纳法、类比法。

HashMap到底是什么？

• 1.其他它就是采用<key,value>的形成存数据而已，就是数据的一种组成方式，就像我们的东西可以横着放，竖着放，HashMap存数据也就那么回事。
• 2.采用的 数组+链表+红黑树，当链表size长度大于8的时候，链表自动扩展成红黑树，使查询更快时间复杂度为O(logN)，jdk1.7的时候 数组+链表数据结构，复杂度取决于链表的长度为 O(n)。
• 紫晶猿

源码分析：

1.通过查看HashMap的Structure结构我们可以看出它有很多的东西，这的好多，什么字段、方法、内部类等，看着蛋疼。这些玩意先不要看，来我们先看它的字段，其中最重要的两个字段是table、entrySet这两个字段。

• 紫晶猿

然后我们再来查看它的方法，点进put方法，可以看到我们存的数据是Node数组类型的table字段：

• 大体过程：
• 插入过程：
• 得到key
• 通过hash函数得到hash值 hashcode(key)
• 得到数组下标（hash值对长度取模，如果数组下标没有元素，直接放入，如有，则形成链表。
• 比较链表中是否有相同的key，如有，则进行值覆盖，返回旧值，如没有，则在链表尾插入。jdk1.7是在表头插入。当大于12是，进行扩容操作，链表大于8的时候，变红黑树。

 public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
    
    //我们只关注前面两个参数，后面两个并不关心
    //第三个参数设置为true的表示key=null时直接put操作
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        //resize是初始化数组的长度
        //初始化的时候是16*0.75，后续扩容*2倍，可以点进去看看
            n = (tab = resize()).length;
            //(n-1)&hash是不是很熟悉的感觉，没错就是求模计算
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        //求模后发现p为null直接把node放入
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
         //如果数组该位置有数据，判断key是否相当，如果是，取出原来的节点
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
                //判断这个节点是不是红黑树的节点/大于8的时候
                //创建的是红黑树的节点，是就直接调用红黑色的插入方法
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
            //在数组的位置，说明不止一个元素，如果有多个key相等，
            //就采用链表实现
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                //插入链表的后面，jdk1.7是查到前面
                    if ((e = p.next) == null) {
                      p.next = newNode(hash, key, value, null);
                      //如果链表的书大于8，链表转为红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //如果先插入的key与原来相等或者值相等，那么e为链表中的node，break.
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //如果e！=null，说明旧值的key与我们要插入的值的key相同，
            //直接旧值被新值覆盖，并返回旧值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        //这个++操作存在原子性问题，如果面试官要你说为什么HashMap不安全，你可以说这里多并发情况下不安全
        ++modCount;
        //如果插入的值超过阈值，需要进行扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

• 和 Java7 稍微有点不一样的地方就是，Java7是先扩容后插入新值的，当最后一个容量是阈值的时候，判断当前插入的位置是否有值，没有就插入，不用扩容，Java8 先插值再扩容。

扩容分析：

    final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        //对数组扩容
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            //将数组扩大一倍
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                     //将阈值扩大一倍
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
        // 对应使用 new HashMap() 初始化后，第一次 put 的时候
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        //数组初始化完成，返回NewTab
        table = newTab;
        // 开始遍历原数组，进行数据迁移。
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                    //数组每个位置只有一个元素，直接迁移元素
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                        //如果是红黑树上的，就迁移红黑树上的
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                    //需要将此链表拆成两个链表，放到新的数组中
                    // loHead、loTail 对应一条链表，hiHead、hiTail 对应另一条链表，
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            // 第一条链表
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            // 第二条链表的新的位置是 j + oldCa
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

get方法分析：

• 1.大体过程
• 取值过程：
• 得到key
• 通过hash函数得到hash值 hashcode(key)
• 得到数组下标（hash值对数组lenth进行取模），获取这个下标处的链表
• 比较链表的元素是否与key相等，若都不相等，则没有找到
• 取出相等的记录的value值

   public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }
    
      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) {
            //判断第一个节点是不是我们需要的，是就返回
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
            //判断是不是红黑树
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                    //遍历链表
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

• 数组特点：查询寻址快，时间复杂度低 到插入删除的时候，需要移动元素，空间复杂度高
• 链表：插入删除快，可直接插入删除，空间复杂度低，但查询的时候，时间复杂度高

hashmap与hashtable的区别：

• 1.安全性：hashmap是线程不安全的，hashtable是线程安全的，因为它的get put方法都加了synchronized同步关键字
• 2.性能：hashmap性能比hashtable，如果既要性能，又要安全，使用concurrenthashmap
• 3.key value是否为空：hashmap允许key value为null 而hashtable不允许
• 4.实现方式：hashmap继承了AbstractMap hashtable继承了Dictionary 但这两者都实现了Map Cloneable(使该类可以被clone) serializable类
• 5.容量扩增：hashmap的初始容量为16，hashtable为11，两者的负载因子都是0.75当现有容量大于总容量*负载因子的时候 hashmap是成倍扩容，hashtable是成倍扩容+1
• 6.迭代器不一样：hashmap的迭代器是iterator 是fai-fast的 不允许直接调用集合方法进行删除，可调用iterator方法进行删除 而hashtable的迭代器为Enumerator(枚举器)则不是fail-fast
• 使用的时候：尽量把对象申明为final类型的对象，这样在hashcode equals的时候，会减少碰撞，不可变性能够缓存不同健的hashcode，这样提高整个获取对象的速度，所有选择String、Integer作为Wrapper的键是非常好的选择，这样能够使两个不相等的对象返回不同的hashcode，碰撞几率减少，提高hashmap性能。

当rehashing的时候重新调整hashmap大小的时候，多线程情况下可能发生条件竞争，具体竞争过程：

• 如果两个线程都发现hashmap都需要重新调整大小，他们会同时使着调整大小，在调整大小的时候 LinkedList中的元素的次序会返过来，因为在移动元素的时候 hashmap并不会将元素放在LinkedList的尾部，而是放在头部，这主要是为了避免尾部遍历(jdk1.8采用数据+链表+红黑树后采用尾部插入，并高并发环境下死锁)。如果有条件竞争，就会发生循环插入，，，

• 总结：其实看源码，HashMap还是相对来说比较简单的，主要注意相比jdk1.7的变化，增加了红黑树操作优化，使查询更快，还要注意这是不安全的，在这里由于内容太多，就不写ConcunrrentHashMap,想要看的话，可以关注我，我会在下一篇继续深度解析ConcurrentHashMap。

问题：

• 1.相比HashTable，HashMap有什么优点？有什么缺点？与ConcurrentHashMap相比呢？
• 2.Hssh解决冲突方法都有哪些？
• 3.当两个不同对象的hashcode相同会发生什么？
• 由于需要运营多个账号有些不便，想要更多详情可关注紫晶猿的紫晶服务公众号：East_Amethyst，在我的公众号里有答案。