介绍
HashMap底层是数组和链表(红黑树)的组合(jdk1.8之前是数组和链表，之后是数组和链表（或红黑树）)，线程不安全，允许key和value为null，遍历时无序。
新增数据到链表的时候，JDK1.8之前采用的是头插法，之后采用的尾插法。之所以改为尾插法，是因为多线程操作情况下，头插法在扩容(resize)的时候会发生链表节点互相引用的情况，在该链表查找一个不存在的数据会导致死循环(Infinite Loop)。具体原因可参考：疫苗：JAVA HASHMAP的死循环
因数组容量是有限的，数据多次插入到达一定的数量（threshold）就会进行扩容，也就是resize，一般扩大为原来的两倍。
HashMap扩容的时候首先会创建新的数组（长度为原来数组的2倍），然后重新Rehash到新的数组（遍历原来的数组，把所有的节点重新hash到新的数组）。
在添加节点时候，jdk1.8中链表长度大于等于8的时候则会转化为红黑树。当扩容的时候链表长度小于等于6的时候会重新转化为链表。另外将链表树化的最小数组容量为64（MIN_TREEIFY_CAPACITY），当链表节点较多，数组容量未达到64的时候，则进行数组扩容。
HashMap不是线程安全的，线程安全使用Collections.synchronizedMap(Map)，HashTable ，ConcurrentHashMap，现在都是使用ConcurrentHashMap，并发度更高，性能和效率更好。
HashMap默认初始化容量为16（DEFAULT_INITIAL_CAPACITY），默认负载因子为0.75f（DEFAULT_LOAD_FACTOR）。
构造函数
/**
* 初始默认容量，必须是2的幂
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
/**
* 最大容量，2的30次方
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* 负载因子，默认为0.75f
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
* 链表树化阈值，转化为树的时候，必须链表节点数至少为8
*/
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
/**
* 红黑树节点数等于6的时候会转化为单链表
*/
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
/**
* 树化最小的数组容量为64
*/
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
/**
* 数组 第一次使用的时候初始化
*/
transient Node<K,V>[] table;
/**
* key-value 数量
*/
transient int size;
/**
* hash表内元素数量的阈值，超过阈值则进行resize
*/
int threshold;
/**
* 负载因子 threshold = table.lenth * loadFactor
*/
final float loadFactor;
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
//设置阈值为大于等于initialCapacity的2的n次方
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);
}
/**
* 返回大于等于cap的 2的n次方作为 table的阈值
*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
//map初始化或者putAll的时候会用到，map初始化的时候evict为false，其它都为true
final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
int s = m.size();
if (s > 0) {
if (table == null) { // pre-size
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
if (t > threshold)
threshold = tableSizeFor(t);
}
else if (s > threshold)
resize();
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
}
}
//初始化或者是之前哈希表的两倍。当table为null时，分配符合当前阈值的初始化容量。否则扩容为原来的两倍。在扩容的时候要区分以前在哈希表的index的节点，现在是在以前的index里面，还是在index+oldLenth里面。
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
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];
table = newTab;
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)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
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;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
增，改
1.向表中增加或者覆盖一个key-value
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
2.向表中批量增加数据
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
putMapEntries(m, true);
}
3.key对应的value之前存在，不会覆盖，不存在进行增加
@Override
public V putIfAbsent(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, true, true);
}
删除
以key为条件删除
如果key对应的value存在，则删除这个键值对，并返回value。如果不存在，则返回null
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
//p是待删除节点的前置节点
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
//node为要删除的节点
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
//如果链表头就是需要删除的节点
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;//将待删除节点赋给node
else if ((e = p.next) != null) {//否则循环遍历，找到待删除节点赋给node
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)//连表头为待删除节点
tab[index] = node.next;
else //待删除节点在链表中
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
以key value为条件删除
@Override
public boolean remove(Object key, Object value) {
return removeNode(hash(key), key, value, true, true) != null;
}
查
以key为条件，找到返回value，没找到返回null
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
HashMap 和HashTbale的区别
1.Hashtable 是不允许键或值为 null 的，HashMap 的键值则都可以为 null
2.Hashtable是线程安全的，HashMap不是线程安全的
3.HashMap的默认容量为16，HashTable的默认容量为11，负载因为都是0.75f，扩容HashMap扩容为原来容量的2倍，HashTbale扩容为原来的2倍加1
4。HashTable是直接使用key的hashCode(key.hashCode())作为hash值，不像HashMap内部使用static final int hash(Object key)扰动函数对key的hashCode进行扰动后作为hash值。
5.Hashtable是Dictionary的子类同时也实现了Map接口，HashMap是继承AbstractMap同时也实现了Map接口。
6.迭代器不同：HashMap 中的 Iterator 迭代器是 fail-fast 的，而 Hashtable 的 Enumerator 不是 fail-fast 的
7.HashTable取哈希桶下标是直接用模运算%.（因为其默认容量也不是2的n次方。所以也无法用位运算替代模运算）
