从HashMap开始准备面试

说起HashMap，还是在2018年有换工作的念头的时候，有师兄内推了oppo的面试，那时候啥也没准备，两眼一抹黑就去面试了，然后面试官问我的第一个问题就是HashMap是怎么实现的，底层数据结构是什么，毫不奇怪的就挂了。只能说幸好当时是电话面试，要是现场面试的话，那真的是无地自容。现在，就让我从HashMap开始，重新准备面试吧。

HashMap的底层数据结构

HashMap是由数组和链表组成的。数组里放的对象，在java7是Entry，在java8是Node，都是key-value键值对的形式。

HashMap的put方法

put方法源码如下:

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

首先，会通过hash方法计算key的hash值。在java8中，首先计算出key的hashcode，然后再用这个hashcode和它自己的高16位做异或，最终得到的值就是key的hash值。

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

然后再调用putVal方法。HashMap的底层数据结构是数组，数组的下标就是数组长度减一与key的hash值做与运算。如果该下标没有值，就将这个值存进去，如果发生冲突，该下标有值，就将这个值插入链表尾部，如果链表的长度超过8，就把这个链表转化为红黑树。插入值之后，如果存放的值的个数大于阈值（默认为数组长度*0.75），就会进行扩容。

HashMap的扩容

当HashMap中存放的值超过设置的阈值时，为了减少hash冲突，就会发生扩容。HashMap的默认大小是16，如果认为设置了HashMap的大小，在初始化的时候，会变成和这个之最接近的，比它大的2的倍数。这样做的目的是为了在计算数组下标的时候，减少冲突。
HashMap在扩容的时候，若原来的大小为n，首先生成一个长度2n的数组，然后将原数组的值挪到新数组中。如果原数组中，没有hash冲突，则重新计算hash值，插入新数组。如果在原数组中发生了hash冲突，以链表的形式存储，则把该节点e（下标记为j）的hash值与n做与运算。如果所得结果为0，则把e放到新数组同样下标的位置，如果不为0，则e在新数组的下表为j+n。
在java7的时候，插入链表采用头插的方式，在多线程的情况下，扩容时修改链表的引用关系，有可能出现死循环的情况。java8采用尾插，不会改变链表的结构，可以避免这种情况发生。但是由于put和get方法，没有加锁，所以会存在get到的值被其他线程修改，不是put进去的值，所以依旧不是线程安全的。

HashMap的get方法

首先通过key的hash值得到数组下标，然后遍历链表，通过equals方法，比较key的值。