定义

    hashmap基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。（除了非同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。 根据需要该容器可能会对元素重新哈希，元素的顺序也会被重新打散，因此不同时间迭代同一个HashMap的顺序可能会不同。根据对冲突的处理方式不同，哈希表有两种实现方式，一种开放地址方式（Open addressing），另一种是冲突链表方式（Separate chaining with linked lists）。Java HashMap采用的是冲突链表方式。

hashmap与map的关系图如下：

hashmap结构图：

hashMap类的成员变量：

/**
 * The default initial capacity - MUST be a power of two.
 */
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;// 默认初始容量为16，必须为2的幂
/**
 * The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
 * by either of the constructors with arguments.
 * MUST be a power of two <= 1<<30.
 */
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;// 最大容量为2的30次方
/**
 * The load factor used when none specified in constructor.
 */
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;// 默认加载因子0.75

/**
 * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
 */
transient Entry<K,V>[] table;// Entry数组，哈希表，长度必须为2的幂
/**
 * The number of key-value mappings contained in this map.
 */
transient int size;// 已存元素的个数
/**
 * The next size value at which to resize (capacity * load factor).
 * @serial
 */
int threshold;// 下次扩容的临界值，size>=threshold就会扩容
/**
 * The load factor for the hash table.
 *
 * @serial
 */
final float loadFactor;// 加载因子

HashMap有两个参数影响其性能：初始容量和加载因子。默认初始容量是16，加载因子是0.75。容量是哈希表中桶(Entry数组)的数量，初始容量只是哈希表在创建时的容量。当entry的数量超过capacity*load_factor时，容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景，将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

HashMap的三构造方法

第一个

使用默认初始容量16和加载因子0.75的hashmap

/**
     * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity
     * (16) and the default load factor (0.75). 使用默认的初始化容量16和加载因子0.75
     */
    public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
        init();
    }

第二个

自定义初始容量和加载因子的hashmap

 /**
     * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial
     * capacity and load factor. 自定义初始容量以及加载因子
     *
     * @param  initialCapacity the initial capacity
     * @param  loadFactor      the load factor
     * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
     *         or the load factor is nonpositive
     */
    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);

        // Find a power of 2 >= initialCapacity
        int capacity = 1;
        while (capacity < initialCapacity)
            capacity <<= 1;

        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = (int)(capacity * loadFactor);
        table = new Entry[capacity];
        init();
    }

第三个

自定义初始容量，使用默认加载因子0.75的hashmap

/**
     * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial
     * capacity and the default load factor (0.75). 自定义初始容量，使用默认的加载因子0.75
     *
     * @param  initialCapacity the initial capacity.
     * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative.
     */
    public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);   //调用第二个构造方法
    }

方法剖析

put方法源码：

public V put(K key, V value) {
	// 处理key为null，HashMap允许key和value为null
	if (key == null)
		return putForNullKey(value);
	// 得到key的哈希码
	int hash = hash(key);
	// 通过哈希码计算出bucketIndex
	int i = indexFor(hash, table.length);
	// 取出bucketIndex位置上的元素，并循环单链表，判断key是否已存在
	for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
		Object k;
		// 哈希码相同并且对象相同时
		if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
			// 新值替换旧值，并返回旧值
			V oldValue = e.value;
			e.value = value;
			e.recordAccess(this);
			return oldValue;
		}
	}

	// key不存在时，加入新元素
	modCount++;
	addEntry(hash, key, value, i);
	return null;
}

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找，看是否包含该元组，如果已经包含则直接返回，查找过程类似于getEntry()方法；如果没有找到，则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry，插入方式为头插法。

//addEntry()
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);//自动扩容，并重新哈希
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = hash & (table.length-1);//hash%table.length
    }
    //在冲突链表头部插入新的entry
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    size++;
}

我们了解到put方法两件事：

• HashMap通过键的hashCode来快速的存取元素。
• 当不同的对象hashCode发生碰撞时，HashMap通过单链表来解决冲突，将新元素加入链表表头，通过next指向原有的元素。在单链表如果发现对象以及存在，则用新的value替换原有的value。

HashMap的遍历有两种常用的方法，那就是使用keyset及entryset来进行遍历。

第一种：

Map map = new HashMap();
　　Iterator iter = map.entrySet().iterator();
　　while (iter.hasNext()) {
　　Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();
　　Object key = entry.getKey();
　　Object val = entry.getValue();
　　}

效率高,以后可以考虑多使用此种方式！

Map map = new HashMap();
　　Iterator iter = map.keySet().iterator();
　　while (iter.hasNext()) {
　　Object key = iter.next();
　　Object val = map.get(key);
　　}

get()方法源码：

 public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        int hash = hash(key.hashCode());
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;
        }
        return null;
    }

get()通过indexFor()获取要查找的value位置，如果这个位置有value，且这个value不是要查找的value，则在value所属的单链表中继续查找，直到满足“e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))”。