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眾所周知，HashMap是一個用于存儲Key-Value鍵值對的集合，每一個鍵值對也叫做Entry。這些個鍵值對（Entry）分散存儲在一個數(shù)組當(dāng)中，這個數(shù)組就是HashMap的主干，下面為大家詳細(xì)講解一下HashMap底層原理
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1. 特性
我們可以用任何類作為HashMap的key，但是對于這些類應(yīng)該有什么限制條件呢？且看下面的代碼：
public class Person {
private String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
}
Map testMap = new HashMap();
testMap.put(new Person("hello"), "world");
testMap.get(new Person("hello")); // ---> null
本是想取出具有相等字段值Person類的value，結(jié)果卻是null。對HashMap稍有了解的人看出來——Person類并沒有override hashcode方法，導(dǎo)致其繼承的是Object的hashcode（返回是其內(nèi)存地址），兩次new出來的Person對象并不equals——這也是為什么在工程項目中常用不變類（如String、Integer等）做為HashMap的key的原因。那么，HashMap是如何利用hashcode給key做索引的呢？
2. 原理
首先，我們來看《Thinking in Java》中一個簡單HashMap的實現(xiàn)方案：
//: containers/SimpleHashMap.java
// A demonstration hashed Map.
import java.util.*;
import net.mindview.util.*;
public class SimpleHashMap extends AbstractMap {
// Choose a prime number for the hash table size, to achieve a uniform distribution:
static final int SIZE = 997;
// You can't have a physical array of generics, but you can upcast to one: @SuppressWarnings("unchecked") LinkedList>[] buckets = new LinkedList[SIZE]; public V put(K key, V value) { V oldValue = null; int index = Math.abs(key.hashCode()) % SIZE; if(buckets[index] == null) buckets[index] = new LinkedList>(); LinkedList> bucket = buckets[index]; MapEntry pair = new MapEntry(key, value); boolean found = false; ListIterator> it = bucket.listIterator(); while(it.hasNext()) { MapEntry iPair = it.next(); if(iPair.getKey().equals(key)) { oldValue = iPair.getValue(); it.set(pair); // Replace old with new found = true; break; } } if(!found) buckets[index].add(pair); return oldValue; } public V get(Object key) { int index = Math.abs(key.hashCode()) % SIZE; if(buckets[index] == null) return null; for(MapEntry iPair : buckets[index]) if(iPair.getKey().equals(key)) return iPair.getValue(); return null; } public Set> entrySet() { Set> set= new HashSet>(); for(LinkedList> bucket : buckets) { if(bucket == null) continue; for(MapEntry mpair : bucket) set.add(mpair); } return set; } public static void main(String[] args) { SimpleHashMap m = new SimpleHashMap(); m.putAll(Countries.capitals(25)); System.out.println(m); System.out.println(m.get("ERITREA")); System.out.println(m.entrySet()); } } SimpleHashMap構(gòu)造一個hash表來存儲key，hash函數(shù)是取模運算Math.abs(key.hashCode()) % SIZE，采用鏈表法解決hash沖突；buckets的每一個槽位對應(yīng)存放具有相同（hash后）index值的Map.Entry，如下圖所示： JDK的HashMap的實現(xiàn)原理與之相類似，其采用鏈地址的hash表table存儲Map.Entry：
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;
static class Entry implements Map.Entry {
final K key;
V value;
Entry next;
int hash;
…
}
Map.Entry的index是對key的hashcode進(jìn)行hash后所得。當(dāng)要get key對應(yīng)的value時，則對key計算其index，然后在table中取出Map.Entry即可得到，具體參看代碼：
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
}
final Entry getEntry(Object key) {
if (size == 0) {
return null;
}
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
for (Entry 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;
}
return null;
}
可見，hashcode直接影響HashMap的hash函數(shù)的效率——好的hashcode會極大減少hash沖突，提高查詢性能。同時，這也解釋開篇提出的兩個問題：如果自定義的類做HashMap的key，則hashcode的計算應(yīng)涵蓋構(gòu)造函數(shù)的所有字段，否則有可能得到null。
文章標(biāo)題：淺談HashMap底層原理
當(dāng)前網(wǎng)址：http://fisionsoft.com.cn/article/ccoihps.html
