HashMap集合简介

HashMap特点：

• 1.存取无序的
• 2.键和值位置都可以是null，但是键位置只能是一个null
• 3.键位置是唯一的，底层的数据结构可以控制键
• 4.JDK1.8前数据结构是：链表 + 数组 。jdk1.8之后是 ： 链表 + 数组 + 红黑树
• 5.阈值(边界值) > 8 并且数组长度大于64，才将链表转换为红黑树，变为红黑树的目的是为了高效的查询。

HashMap中hash函数是怎么实现的？还有哪些hash函数的实现方式？

对于key的hashCode做hash操作，无符号右移16位然后做异或运算。还有平方取中法，伪随机数法和取余数法。这三种效率都比较低。而无符号右移16位异或运算效率是最高的。

当两个对象的hashCode相等时会怎么样？

产生哈希碰撞，若key值内容相同则替换旧的value.不然连接到链表后面，链表长度超过阈值8就转换为红黑树存储。

何时发生哈希碰撞和什么是哈希碰撞,如何解决哈希碰撞？

只要两个元素的key计算的哈希码值相同就会发生哈希碰撞。jdk8前使用链表解决哈希碰撞。jdk8之后使用链表+红黑树解决哈希碰撞。

如果两个键的hashcode相同，如何存储键值对？

hashcode相同，通过equals比较内容是否相同。

相同：则新的value覆盖之前的value

不相同：则将新的键值对添加到哈希表中

扩容机制

在不断的添加数据的过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。

为什么容量必须是2的n次幂？

确定元素在数组中的具体位置这个算法实际就是取模，hash%length，计算机中直接求余效率不如位移运算。所以源码中做了优化,使用hash&(length-1)，而实际上hash%length等于hash&(length-1)的前提是length是2的n次幂。2的n次方实际就是1后面n个0，2的n次方-1 实际就是n个1。

什么时候才需要扩容

当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组长度)loadFactor(负载因子)时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值是0.75,这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小为16，那么当HashMap中的元素个数超过16×0.75=12(这个值就是阈值或者边界值threshold值)的时候，就把数组的大小扩展为2×16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预知元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

当HashMap中的其中一个链表的对象个数如果达到了8个，此时如果数组长度没有达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果已经达到了64，那么这个链表会变成红黑树，节点类型由Node变成TreeNode类型。当然，如果映射关系被移除后，下次执行resize方法时判断树的节点个数低于6，也会再把树转换为链表。

HashMap的扩容算法

HashMap在进行扩容时，使用的rehash方式非常巧妙，因为每次扩容都是翻倍，与原来计算的 (n-1)&hash的结果相比，只是多了一个bit位，所以节点要么就在原来的位置，要么就被分配到"原位置+旧容量"这个位置。

因此，我们在扩充HashMap的时候，不需要重新计算hash，只需要看看原来的hash值新增的那个bit是1还是0就可以了，是0的话索引没变，是1的话索引变成“原索引+oldCap(原位置+旧容量)”。