HashMap的源码分析（基于JDK1.8）

HashMap的源码分析（基于JDK1.8）

Java中的HashMap是一种常用的数据结构，它是基于哈希表的数据结构，可以用来存储键值对。在HashMap中，每个键值对被称作一个Entry，每个Entry包含一个键和一个值。HashMap的实现基于数组和链表，数组用于存储Entry，链表用于解决哈希冲突。

概述

HashMap是一种基于哈希表的数据结构，其内部通过哈希算法实现了对数据的快速访问。在HashMap中，每个Entry包含两个部分，一个是键，另一个是值。HashMap会根据键的哈希值和数组长度计算出每个Entry在数组中的位置，如果该位置上已经存在了一个Entry，则需要进行一些操作，如替换原来的Entry或者在链表的尾部添加一个新的Entry。如果该位置上还没有Entry，则直接将新的Entry添加到该位置上即可。

HashMap中的哈希冲突是通过链表来解决的，每个数组位置上的Entry都是一个链表，当多个Entry的哈希值相同时，它们会被添加到同一个链表中。这样，当我们通过键来获取值时，HashMap会先根据键的哈希值计算出Entry在数组中的位置，然后再遍历该位置上的链表，查找匹配的Entry，最后返回相应的值。

基本结构

HashMap的基本结构包括两个类：HashMap和Node。其中，HashMap是哈希表的实现类，Node是键值对的封装类。在JDK1.8中，Node又分为两种：普通节点（Node）和红黑树节点（TreeNode）。

普通节点是一个链表节点，它包含了一个键、一个值和一个指向下一个节点的指针。当哈希表中的Entry数量比较少时，普通节点比较适合，因为它的插入和查询操作都比较快。

红黑树节点是一种更高效的节点结构，它可以用来优化哈希表中的链表。当哈希表中的某个位置上的链表长度超过了一定的阈值时，HashMap会将该链表转化为红黑树，以提高查找效率。

构造方法

HashMap有多个构造方法，其中最常用的是不带参数的构造方法，它会创建一个默认大小为16的HashMap。在构造方法中，HashMap会初始化一个table数组来保存Entry，同时也会初始化一些其他的变量，如负载因子（loadFactor）和阈值（threshold）等。

负载因子是一个比较重要的参数，它表示哈希表在什么时候会进行扩容操作。当哈希表中的Entry数量达到了负载因子乘以数组长度时，HashMap会自动进行扩容操作，即将table数组的大小扩大一倍，并重新计算每个Entry在table数组中的位置。

阈值是一个和负载因子相关的参数，它表示哈希表在什么时候应该进行扩容操作。当哈希表中的Entry数量达到了阈值时，HashMap会自动进行扩容操作。

put方法

put方法是HashMap中最重要的方法之一，用于向哈希表中添加Entry。在put方法中，首先会根据键的哈希值计算出Entry在table数组中的位置，如果该位置上已经有了Entry，则需要进行一些操作，如替换原来的Entry或者在链表的尾部添加一个新的Entry。如果该位置上还没有Entry，则直接将新的Entry添加到该位置上即可。

需要注意的是，当哈希表中的Entry数量达到了阈值时，HashMap会自动进行扩容操作，即将table数组的大小扩大一倍，并重新计算每个Entry在table数组中的位置。扩容操作会比较耗时，因此我们要尽量避免频繁的扩容。

get方法

get方法用于根据键获取值。在get方法中，首先会根据键的哈希值计算出Entry在table数组中的位置，然后遍历该位置上的链表，查找匹配的Entry。如果找到了匹配的Entry，则返回其对应的值，否则返回null。

总结

通过对HashMap的源码分析，我们可以了解到HashMap是如何实现的，并且可以更好地理解HashMap的各种方法的作用和实现方式。同时，我们也能够更好地使用HashMap，并避免一些常见的问题，如哈希冲突和扩容等。在实际的开发中，HashMap是一种非常重要的数据结构，我们需要熟练掌握它的使用方法和注意事项，以便能够更好地完成我们的开发任务。