Java--HashMap的小细节

通过Hash表实现的一个Map结构，下面通过它的三个主要方法介绍一些技术细节。

get

get比较简单，就是通过 key 返回对应的 value。

那么如何获取key所在下标呢？

• 首先计算 key 的 hashcode；
• 将 hashcode 右移16位与自己异或得到 h；
• h & (length - 1)，length是当前 hashtable 的长度，就得到了 key 在 hash 表中的对应的下标

下面详细说下细节：

• h & (length - 1)是什么意思？

  如果length为2的幂次，&(length-1) 和 %length 得到的结果是一样的。而位运算效率更高，因此这也是选择表长度为2的幂次的好处之一。

• 为什么右移16位异或？

  这样操作之后，低16位叠加上了高16位的影响。

  通常来说 hash 表比较小（小于2^16），如果直接拿 key 的 hashcode 取余求下标，那么高16位将不起作用，这样的话如果两个 key 的 hashcode 高位不同，但低位碰巧相同，就会散列到一个桶内。这样做就是避免高位不参与散列作用，减少散列冲突。

put

这个也比较简单。通过 key 计算出存储的下标，如果没有元素直接存进去即可，如果有则对比下key是否相同，相同则更新value。如果是链表或者树，遍历或搜索树即可。

resize

当表中元素达到一定阈值（75%的表长度）时，为了避免频繁hash冲突，将表扩容（扩大至两倍）。

• 细节问题在于如何将旧表元素移到新表中去？

  上面说到，计算存储位置时是使用 h&(table.length-1) 来计算的。当我们移到新表的时候，在同样的通过这个方法计算一下下标。

  旧表length-1=15		    1	1   1	1
  key 计算出来的h		a   b	c   d	e
  新表length-1=31		1   1	1   1	1
  

  可以看到第5位a新参与了运算。如果这位为0，那么和旧表计算得到的结果是一样的，这个元素迁移到新表中下标还是不变；如果是1，那么就恰好会多比原来的值大一个oldtable.length，即产生了一个很好的偏移。因为a是由hash值计算得到的，具有很好的随机性，这样每个键值对要么在左边这一半，要么在右边那一半，拆分均匀。仅仅是利用了hash的随机性，没有增加任何其他的操作，实现非常的优美。

• 对于链表来说如何移动？

  链表也是会根据每个节点的 hashcode 计算，然后就可以拆分成两个链表，一个偏移，一个不偏移。树也是一样的，树的节点在内部其实是串成一条链表的，按链表进行处理，再根据节点数量看是否要转换成树。