HashMap的put和get方法原理

概述

JAVA中的数组，在添加或者删除元素的时候，都会复制一个新数组，比较耗内存。但是数组的遍历则是非常高效的。链表则是相反，遍历慢(需要遍历数组，一直找到值相等的元素才算找到)，而添加和删除元素代价低。

有没有办法结合两者的特点，做到寻找元素快，插入元素或者删除元素代价低呢？答案是利用哈利表。

HashMap put操作

当使用HashMap的put方法的时候，有两个问题要解决：

1、长度为16的数组中，元素存储在哪个位置 
2、如果key出现hash冲突,如何解决

第一个问题：HashMap 是使用下面的算法来计算元素的存放位置的。

int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);

首先先hash，之后结合数组的长度进行一个&操作得到得到数组的下标。

第二个问题：则利用Entry类的next变量来实现链表,把最新的元素放到链表头,旧的数据则被最新的元素的next变量引用着。 

举个例子，假设元素Entry<"1","1">通过hash算法算出存到下标为0的位置上，后面又添加一个Entry<"2","2">，假设Entry<"2","2">通过hash算法算出也需要存到下标为0的数组中，那么此时链表是下面这个样子的：

Entry<”2”,”2”> –> Entry<”1”,”1”>

也即是说，当key出现hash冲突的时候，链表中的第一个元素都是后面最新添加进来的那个，之前的则被next变量引用着。虽然这里是插入的动作，但是由于使用了链表，所以无需像数组的插入那样，进行数组拷贝。

HashMap get操作

这个操作的原理就比较简单，只需要根据key的hashcode算出元素在数组中的下标，之后遍历Entry对象链表，直到找到元素为止。

int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
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 != null && key.equals(k))))
       return e;
}

这里有两个注意点：

1、这里利用key的hashcode方法和equals方法，所以在使用HashMap的时候，如果使用对象作为key，覆写key的hashcode和equals方法，不然可能出put到HashMap的时候，成功了，但是get的时候却没有找到数据 

2、如果key hash冲突太多，会造成链表过长，在链表中查找元素的时候，会比较慢

hash冲突后优化方案

如果出现了大量hash冲突,那么遍历链表的时候，会比较慢。JDK 1.8里面，当链表的长度大于阀值(默认为8)的时候，会使用红黑树来存储数据，以便加快key的查询速度。

总结

HashMap使用了数组+链表的方案,做到了读取快，插入快的目的，但是HashMap还是一些使用上的问题的：

1、线程不安全 
2、当容量不够时,会进行rehash的流程,非常耗资源

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