生动形象的用大白话说一下什么是HashMap

1.HashMap的社会关系

HashMap的爸爸是AbstractMap，他的老师Cloneable教会了他如何复制，老师Serializable教会了他如何序列化，老师Map也是他爸爸的老师，教会了他们爷俩如何好好做一个Map。 

2.HashMap的自我介绍

再说下HashMap自己，我们先把他当成是一个key/value存储的容器吧，就像是下面这个寄存柜，一个人可以保存一样物品，多了会替换前面的。

门牌号就是Hash，你的身份证就是Key，里面的书包就是Value。

3.HashMap的作用

1.你把身份证和书包（Key-Value）给管理员（JVM），然后你就可以溜了。

2.管理员苦逼的先用Hash算法算你的身份证号，得到了一个柜门号，再把你的书包丢进去。

3.你玩完回来拿书包，把身份证号给管理员，管理员去算柜门号，然后打开柜门把书包给你。

时间复杂度只需要O(1),因为直接打开了目标柜门。

4.理想与现实

理想

现实

       事实上这个柜子不是给你个人服务的，而是给一大群人服务的。而且会有一些人刚好用Hash算法算出来的柜号子和你相同.....，这就出现了冲突，总不能把你的书包扔出去吧，也不能不让人家放吧......该怎么办呢？

5.如何解决冲突？（Hash冲突的解决）

       事实上关于解决Hash冲突的方法有很多，比如看看隔壁柜子是不是空的、看看隔壁第N个柜子是不是空的、一直翻柜子直到翻到空柜子等等。但目前来说，运用最多的还是链地址法（书包链）解决冲突，因为它可以最有效的利用数组（柜子）空间，并且可以将数组的查询优势和链表的增删改优势结合起来。

       也就是说，现在的储物柜，不再放书包啦，里面放一个卡片，卡片上记录了第一个书包的位置。而书包呢，彼此之间用绳子连起来，那么不管堆在那里，通过绳子总不会丢。OK，找到A书包，那么这一条绳上的蚂蚱，都是1号柜子的。

我：管理员给我书包，我的身份证号是123456。

管理员：好，我先Hash一下，哦哦，你的柜子号是8号。（打开8号柜子）我看看链头书包在哪，原来在第一个窗户下面。（顺着绳子一个一个看），123444不是，123455也不是，123456是，来给你书包。

不考虑书包拿出来的问题，这样就找到你存的书包了。

不过拿出来也没啥，先抓住你书包后面书包的绳子，然后让你书包前面书包的绳子帮绑到你后面的书包上就OK了。（删除链表节点，没人不会吧）

6.回头看一下放书包的流程（HashMap插入流程）

12:00 管理员把你的书包放到8号柜子里

12:30 管理员把张三的书包放到9号柜子里

（java 1.7版本）

13:00 管理员发现李四的书包也应该放到8号，于是他把李四的书包扔到了厕所门口，把你的书包用绳子绑到了李四书包后面。把8号柜子里板子上的字写成厕所门口。

......

15:30 王五的书包也要放到8号，管理员先把之前李四的书包绑到王五的书包后面，然后把王五的            书包放到了厕所门口窗台上。把8号柜子里板子上的字改成厕所门口窗户上。

（java 1.8版本）

13:00 管理员发现李四的书包也应该放到8号，于是他把李四的书包扔到了厕所门口，把你的书包挂到厕所墙上，李四书包绑在你书包后面。把8号柜子里板子上的字写成厕所墙上。

......

15:30 王五的书包也要放到8号，管理员先把王五的书包绑到李四的书包后面，然后把王五的            书包放到了厕所门口窗台上。

.....

16:00 你来拿书包

7.柜子的扩容以及多管理员下的问题（HashMap扩容和多线程问题）

OK，讨论回柜子（HashMap）

（1）HashMap是一种散列表，采用（数组 + 链表 + 红黑树）的存储结构；

（2）HashMap的默认初始容量为16（1<<4），默认装载因子为0.75f，容量总是2的n次方；

（3）HashMap扩容时每次容量变为原来的两倍；

（4）当桶的数量小于64时不会进行树化，只会扩容；

（5）当桶的数量大于64且单个桶中元素的数量大于8时，进行树化；

（6）当单个桶中元素数量小于6时，进行反树化；

（7）HashMap是非线程安全的容器；

（8）HashMap查找添加元素的时间复杂度都为O(1)；

java 1.7版本的柜子如何扩容的？

1.无要求（无参数），一开始是空柜子，16格子，柜子的使用率超过0.75，拿来一个两倍大的柜子，重新计算hash值，再把之前柜子里的内容都迁移过去，头插法迁移，所以书包链的前后顺序会颠倒。

2.有要求（有参数），根据你的要求配置柜子大小，柜子的使用率。第一次使用初始化容量为你的要求最近的2的幂。

扩容条件：当前数据存储的数量（即size()）大小必须大于等于阈值；当前加入的数据发生了hash冲突。柜子大于等于使用率了，下一个要放到新的空间里了。

java 1.8版本的柜子如何扩容的？

1.无要求（无参数），一开始是空柜子，0格子，使用一次立即变16格。柜子的使用率超过0.75，拿来一个两倍大的柜子，重新计算hash值，把之前柜子里的内容都迁移过去，尾插法迁移。

2.有要求（有参数），根据你的要求配置柜子大小，柜子的使用率。第一次使用初始化容量为你的要求最近的2的幂。（细小区别是，先把最近的2的幂给阈值，再把阈值给容量，再把阈值等于容量*加载因子）

扩容条件：当前数据存储的数量（即size()）大小必须大于等于阈值；柜子大于等于使用率了。

多个管理员（多线程下的问题）

java 1.7死循环

甲乙两个管理员要做扩容

甲管理员先拿来了一个大柜子，然后先标记12345要放到新柜子里，然后再标记下一个是12346。这时候突然他拉肚子，就去厕所了。

乙管理员哪里知道甲已经做这么多了，乙就都给搬好了。因为是头插法，现在是12346后面是12345。

甲回来了，嘴里念叨着12345，他也不知道乙都搬完了，他就回来把头指针指向12345。他就查记录，12345，下一个是12346。OK，再做一步标记，然后开始搬。现在是12346，下一个是12345，好眼熟啊....，于是就把12346头插到12345前面了。然后再往后...12345头插到12346前面。

死循环了....

java 1.8死循环

这个是数组转红黑树时出现的问题，先不说了，你知道就好。

数据丢失

甲管理员要把书包放到8号空箱子，他要放还没放的时候突然拉肚子，回来的时候乙已经把另一个书包也是8号放好了。但是甲不知道，他还以为8号是空箱子，直接把里面的"垃圾"丢掉，把自己的放进去。（理解为覆盖吧）...

8.关于HashCode和Equals

Java里有个原则  相同对象——相同Hash

一旦违背了这个原则，就违背了一个人只能保存一样物品这个规矩，一个人用身份证号可以占用多个箱子，但是查询却只能查询到最先查到的。而且不允许重复的Set也会出现重复，Set失效。

所以这个原则不能被违背。

分两种情况讨论：

不同对象插入HashMap ——>小概率Hash相同  >equals判等，正常是不等，去链后面或去树后面但如果重写，使其相等，不同的对象间就会覆盖，对象丢失。

                                      ——>大概率Hash不同  放进不同的Hash桶里。

相同对象插入HashMap ——>Hash一定相同，不同就违反原则  >equals判等，正常是相等，覆盖或不变，这时equals重写了使其两者不相等 ，一个链上就会出现重复的值。Set失效，而且查询只能拿到最前面的。

所以，重写Equals一定要重写HashCode，一定要满足相同对象——相同Hash原则。而且先判断HashCode后判断Equals。否则效率太低，一个是直接判断数值，一个是可能要对比对象。最主要的是HashCode做的事和Equals不同，他承担了维护哈希表的任务。

9.挂书包的艺术（HashMap红黑树）

我真编不下去了，难不成让我说管理员吧挂书包用绳子搞了个树出来？

关于红黑树，看这个清晰理解红黑树的演变---红黑的含义_chen_zhang_yu的博客-CSDN博客

1.柜子容量大于64，单个桶中元素的数量大于8时，才会进行树化。

2.当单个桶中元素数量小于6时，进行反树化；

写在最后的话：拥抱孤独才能使人进步。