摘要：類的屬性和構(gòu)造函數(shù)二的初始化構(gòu)造方法這是的構(gòu)造函數(shù)之一，其他構(gòu)造函數(shù)都引用這個(gè)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化。在構(gòu)造函數(shù)中不會(huì)對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化，只有在等操作方法內(nèi)會(huì)進(jìn)行判斷是否要初始化或擴(kuò)容。其作用是保證的效率。

HashMap在鍵值對(duì)存儲(chǔ)中被經(jīng)常使用，那么它到底是如何實(shí)現(xiàn)鍵值存儲(chǔ)的呢？

Entry是Map接口中的一個(gè)內(nèi)部接口，它是實(shí)現(xiàn)鍵值對(duì)存儲(chǔ)關(guān)鍵。在HashMap中，有Entry的實(shí)現(xiàn)類，叫做Entry。Entry類很簡(jiǎn)單，里面包含key，value，由外部引入的hash，還有指向下一個(gè)Entry對(duì)象的引用，和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中學(xué)的鏈表中的note節(jié)點(diǎn)很類似。

Entry類的屬性和構(gòu)造函數(shù):

final K key;
V value;
Entry next;
int hash;
 
/**
 * Creates new entry.
 */
Entry(int h, K k, V v, Entry n) {
    value = v;
    next = n;
    key = k;
    hash = h;
}

//HashMap構(gòu)造方法
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;
    threshold = initialCapacity;
    init();
}

這是HashMap的構(gòu)造函數(shù)之一，其他構(gòu)造函數(shù)都引用這個(gè)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化。參數(shù)InitialCapacity指的是HashMap中table數(shù)組最初的大小，參數(shù)loadFactory指的是HashMap可容納鍵值對(duì)與數(shù)組長(zhǎng)度的比值（舉個(gè)例子：數(shù)組長(zhǎng)度默認(rèn)值為16，loadFactory默認(rèn)值為0.75，如果HashMap中存儲(chǔ)的鍵值對(duì)即Entry多于12，則會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容后大小為當(dāng)前數(shù)組長(zhǎng)度的2倍）。在構(gòu)造函數(shù)中不會(huì)對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化，只有在put等操作方法內(nèi)會(huì)進(jìn)行判斷是否要初始化或擴(kuò)容。

在HashMap中有一個(gè)概念叫做threshold(實(shí)際可容納量)，實(shí)際可容納量指的是在HashMap中允許存在最多的Entry的個(gè)數(shù)，它是由HashMap中內(nèi)置的數(shù)組table的長(zhǎng)度*load factory(負(fù)載因子)得來(lái)。其作用是保證HashMap的效率。
table數(shù)組是HashMap實(shí)現(xiàn)鍵值對(duì)存儲(chǔ)的又一關(guān)鍵，具體鍵值對(duì)是怎么存的呢？請(qǐng)看下圖

如圖中的[key，value]就是Entry對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而table數(shù)組是用來(lái)存放Entry對(duì)象的。

//數(shù)組的初始化：
private static int roundUpToPowerOf2(int number) {
    return number >= MAXIMUM_CAPACITY
            ? MAXIMUM_CAPACITY
            : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1;
}
 
private void inflateTable(int toSize) {
    // Find a power of 2 >= toSize
    int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);
 
    threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    table = new Entry[capacity];
    initHashSeedAsNeeded(capacity);
}

在put等方法中發(fā)現(xiàn)數(shù)組未進(jìn)行初始化時(shí)會(huì)調(diào)用InflateTable方法進(jìn)行初始化，輸入?yún)?shù)為初始設(shè)置的InitialCapacity，實(shí)際上他會(huì)調(diào)用roundUpToPowerOf2方法返回一個(gè)比初始容量大的最小的2的冪數(shù)（其中一個(gè)原因是在得到Entry所在數(shù)組位置時(shí)方便）。

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
 
    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}
 
private V putForNullKey(V value) {
    for (Entry e = table[0]; e != null; e = e.next) {
        if (e.key == null) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    addEntry(0, null, value, 0);
    return null;
}
 
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    }
 
    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
 
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    size++;
}

在put方法中

首先會(huì)判斷數(shù)組是否為空，如果為空會(huì)對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化。

接下來(lái)判斷key是否為null，如果為null就采用第二個(gè)方法對(duì)鍵值對(duì)進(jìn)行put。

接下來(lái)對(duì)key進(jìn)行hash得到一個(gè)數(shù)值，再對(duì)這個(gè)數(shù)值進(jìn)行處理（IndexFor方法）得到所在數(shù)組中的位置。

接下來(lái)會(huì)遍歷所在數(shù)組位置的鏈表，如果key的hash和傳入key的hash相同且（key內(nèi)存地址相等 或 equals方法相等），則意味著會(huì)更新在鏈表中的value值，并返回舊的value值。

如果上邊的方法都沒有奏效，則會(huì)調(diào)用第三個(gè)方法，創(chuàng)建一個(gè)新的Entry對(duì)象。

在putForNullKey方法中，我們看到它是為了NULL值專門設(shè)置的，NULL值的hash始終為0，所以key為NULL的Entry對(duì)象肯定在數(shù)組的第0個(gè)位置。同樣，如果找到則更新，沒有找到則添加。
調(diào)用addEntry方法意味著要往這個(gè)數(shù)組鏈表中添加一個(gè)Entry，所以會(huì)在最開始判斷已經(jīng)存在的Entry數(shù)量是否超過了實(shí)際可容納量。如果超過了，則會(huì)調(diào)用resize方法將數(shù)組擴(kuò)大兩倍，注意在擴(kuò)大之后會(huì)對(duì)已經(jīng)存入的Entry進(jìn)行重排，原因是當(dāng)初存入時(shí)IndexFor方法與數(shù)組長(zhǎng)度有關(guān)系。接著會(huì)調(diào)用第四個(gè)方法。
createEntry方法很簡(jiǎn)單，就是將原本在數(shù)組中存放的鏈表頭置入到新的Entry之后，將新的Entry放入數(shù)組中。從這里我們可以看出HashMap不保證順序問題。

get方法和contains方法原理和put方法一致，即先通過對(duì)key的hash得到其value值所在的鏈表頭在數(shù)組中的位置，再通過equals方法判斷value是否存在。

//hash方法
final int hash(Object k) {
    int h = hashSeed;
    if (0 != h && k instanceof String) {
        return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
    }
 
    h ^= k.hashCode();
 
    // This function ensures that hashCodes that differ only by
    // constant multiples at each bit position have a bounded
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

hash方法中最終返回值與key的hashCode方法有關(guān)。

最終數(shù)組初始化的容量大小會(huì)是大于等于你傳入初始容量的最小2的冪數(shù)。

key為null或value為null能存入HashMap的原因是對(duì)null值會(huì)進(jìn)行多帶帶的操作。

在table數(shù)組中的鏈表中每個(gè)Entry的共同點(diǎn)是key的hash(key.hashCode)部分相同。

注意對(duì)key的hashCode和equals方法的重寫當(dāng)你想讓兩個(gè)key映射一個(gè)對(duì)象，因?yàn)榕卸╧ey相等的條件是（hashCode相等+（內(nèi)存相等 或 equals相等））。

最早存入的鍵值對(duì)會(huì)在鏈表的末端。

當(dāng)數(shù)組沒有鏈表存在時(shí)，HashMap性能最好為O(1)。而最差為O(threshould)。

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