文章转自：http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593
1. HashMap的数据结构数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储，但这两者基本上是两个极端。
数组数组存储区间是连续的，占用内存严重，故空间复杂的很大。但数组的二分查找时间复杂度小，为O(1)；数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；
链表链表存储区间离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度很大，达O（N）。链表的特点是：寻址困难，插入和删除容易。
哈希表那么我们能不能综合两者的特性，做出一种寻址容易，插入删除也容易的数据结构？答案是肯定的，这就是我们要提起的哈希表。哈希表（(Hash table）既满足了数据的查找方便，同时不占用太多的内容空间，使用也十分方便。
哈希表有多种不同的实现方法，我接下来解释的是最常用的一种方法——拉链法，我们可以理解为“链表的数组”，如图：
从上图我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的，一个长度为16的数组中，每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得，也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中，12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。
HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。这可能让我们很不解，一个线性的数组怎么实现按键值对来存取数据呢？这里HashMap有做一些处理。
首先HashMap里面实现一个静态内部类Entry，其重要的属性有key , value, next，从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean，我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组，这个数组就是Entry[]，Map里面的内容都保存在Entry[]里面。
/***Thetable,resizedasnecessary.LengthMUSTAlwaysbeapoweroftwo.*/transientEntry[]table;
2. HashMap的存取实现既然是线性数组，为什么能随机存取？这里HashMap用了一个小算法，大致是这样实现：
这里HashMap里面用到链式数据结构的一个概念。上面我们提到过Entry类里面有一个next属性，作用是指向下一个Entry。打个比方， 第一个键值对A进来，通过计算其key的hash得到的index=0，记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。也就是说数组中存储的是最后插入的元素。到这里为止，HashMap的大致实现，我们应该已经清楚了。
publicVput(Kkey,Vvalue){if(key==null)returnputForNullKey(value);//null总是放在数组的第一个链表中inthash=hash(key.hashCode());inti=indexFor(hash,table.length);//遍历链表for(Entry<K,V>e=table[i];e!=null;e=e.next){Objectk;//如果key在链表中已存在，则替换为新valueif(e.hash==hash&&((k=e.key)==key||key.equals(k))){VoldValue=e.value;e.value=value;e.recordaccess(this);returnoldValue;}}modCount++;addEntry(hash,key,value,i);returnnull;}
voidaddEntry(inthash,Kkey,Vvalue,intbucketIndex){Entry<K,V>e=table[bucketIndex];table[bucketIndex]=newEntry<K,V>(hash,key,value,e);//参数e, 是Entry.next//如果size超过threshold，则扩充table大小。再散列if(size++>=threshold)resize(2*table.length);}当然HashMap里面也包含一些优化方面的实现，这里也说一下。比如：Entry[]的长度一定后，随着map里面数据的越来越长，这样同一个index的链就会很长，会不会影响性能？HashMap里面设置一个因子，随着map的size越来越大，Entry[]会以一定的规则加长长度。
2）getpublicVget(Objectkey){if(key==null)returngetForNullKey();inthash=hash(key.hashCode()); //先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表for(Entry<K,V>e=table[indexFor(hash,table.length)];e!=null;e=e.next){Objectk;if(e.hash==hash&&((k=e.key)==key||key.equals(k)))returne.value;}returnnull;}3）null key的存取null key总是存放在Entry[]数组的第一个元素。
PRivateVputForNullKey(Vvalue){for(Entry<K,V>e=table[0];e!=null;e=e.next){if(e.key==null){VoldValue=e.value;e.value=value;e.recordAccess(this);returnoldValue;}}modCount++;addEntry(0,null,value,0);returnnull;}privateVgetForNullKey(){for(Entry<K,V>e=table[0];e!=null;e=e.next){if(e.key==null)returne.value;}returnnull;}4）确定数组index：hashcode % table.length取模HashMap存取时，都需要计算当前key应该对应Entry[]数组哪个元素，即计算数组下标；算法如下：
/***Returnsindexforhashcodeh.*/staticintindexFor(inth,intlength){returnh&(length-1);}按位取并，作用上相当于取模mod或者取余%。这意味着数组下标相同，并不表示hashCode相同。5）table初始大小publicHashMap(intinitialCapacity,floatloadFactor){.....//Findapowerof2>=initialCapacityintcapacity=1;while(capacity<initialCapacity)capacity<<=1;this.loadFactor=loadFactor;threshold=(int)(capacity*loadFactor);table=newEntry[capacity];init();}注意table初始大小并不是构造函数中的initialCapacity！！
而是 >= initialCapacity的2的n次幂！！！！
————为什么这么设计呢？——
3. 解决hash冲突的办法java中hashmap的解决办法就是采用的链地址法。
4.再散列rehash过程当哈希表的容量超过默认容量时，必须调整table的大小。当容量已经达到最大可能值时，那么该方法就将容量调整到Integer.MAX_VALUE返回，这时，需要创建一张新表，将原表的映射到新表中。
/***Rehashesthecontentsofthismapintoanewarraywitha*largercapacity.Thismethodiscalledautomaticallywhenthe*numberofkeysinthismapreachesitsthreshold.**IfcurrentcapacityisMAXIMUM_CAPACITY,thismethoddoesnot*resizethemap,butsetsthresholdtoInteger.MAX_VALUE.*Thishastheeffectofpreventingfuturecalls.**@paramnewCapacitythenewcapacity,MUSTbeapoweroftwo;*mustbegreaterthancurrentcapacityunlesscurrent*capacityisMAXIMUM_CAPACITY(inwhichcasevalue*isirrelevant).*/voidresize(intnewCapacity){Entry[]oldTable=table;intoldCapacity=oldTable.length;if(oldCapacity==MAXIMUM_CAPACITY){threshold=Integer.MAX_VALUE;return;}Entry[]newTable=newEntry[newCapacity];transfer(newTable);table=newTable;threshold=(int)(newCapacity*loadFactor);}
/***TransfersallentriesfromcurrenttabletonewTable.*/voidtransfer(Entry[]newTable){Entry[]src=table;intnewCapacity=newTable.length;for(intj=0;j<src.length;j++){Entry<K,V>e=src[j];if(e!=null){src[j]=null;do{Entry<K,V>next=e.next;//重新计算indexinti=indexFor(e.hash,newCapacity);e.next=newTable[i];newTable[i]=e;e=next;}while(e!=null);}}}
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