hashMap的理解

一、HashMap简介

1. HashMap是基于哈希表实现的，每一个元素是一个key-value对，无序，不可重复。
2. HashMap是非线程安全的，只是用于单线程环境下，多线程环境下可以采用concurrent并发包下的concurrentHashMap。
3. HashMap 实现了Serializable接口，因此它支持序列化，实现了Cloneable接口，能被克隆。
4. hashmap集合的默认初始化容量为16(2<<3)，默认加载因子为0.75，也就是说这个默认加载因子是当hashMap集合底层数组的容量达到75%时，数组就开始扩容。hashmap集合初始化容量是2的陪数，为了达到散列均匀，提高hashmap集合的存取效率。
5. 无论我们指定的容量为多少，构造方法都会将实际容量设为不小于指定容量的2的次方的一个数，且最大值不能超过2的30次方
6. HashMap中key和value都允许为null。key为null的键值对永远都放在以table[0]为头结点的链表中。
7. JDK1.8之后当链表的长度达到 “8” 时，内部会调用 “treeifyBin” 方法，判断数组长度是否达到 “64” 达到就会自动变成红黑树的结构，达不到会调用扩容机制，当红黑树节点的个数达到 “6” 之后，又会变成链表结构。
   

put原理

第一步首先将k,v封装到Node对象当中（节点）。
第二步它的底层会调用K的hashCode()方法得出hash值。
第三步通过哈希表函数/哈希算法，将hash值转换成数组的下标，下标位置上如果没有任何元素，就把Node添加到这个位置上。如果说下标对应的位置上有链表。此时，就会拿着k和链表上每个节点的k进行equal。如果所有的equals方法返回都是false，那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个equals返回了true，那么这个节点的value将会被覆盖。

因此，放在hashMap集合key部分的元素如果是自定义对象的话都需要重写hashCode和equal方法。

get原理

第一步：先调用k的hashCode()方法得出哈希值，并通过哈希算法转换成数组的下标。
第二步：通过上一步哈希算法转换成数组的下标之后，在通过数组下标快速定位到某个位置上。重点理解如果这个位置上什么都没有，则返回null。如果这个位置上有单向链表，那么它就会拿着参数K和单向链表上的每一个节点的K进行equals，如果所有equals方法都返回false，则get方法返回null。如果其中一个节点的K和参数K进行equals返回true，那么此时该节点的value就是我们要找的value了，get方法最终返回这个要找的value。

二、哈希碰撞

在hashMap添加元素的时候会计算添加元素的hash值，通过hash值确定放在哪个hash桶中，当不同的元素计算出相同的hash桶的时候，这样就发生了哈希碰撞

哈希碰撞有两个解决办法：

1. 开放地址发：
   当冲突发生时，使用某种探查技术在散列表中形成一个探查(测)序列。沿此序列逐个单元地查找，直到找到给定的地址。
   开放地执法有一个公式:Hi=(H(key)+di) MOD m i=1,2,…,k(k<=m-1)
   其中，m为哈希表的表长。di 是产生冲突的时候的增量序列。如果di值可能为1,2,3,…m-1，称线性探测再散列。
   如果di取1，则每次冲突之后，向后移动1个位置.如果di取值可能为1,-1,2,-2,4,-4,9,-9,16,-16,…kk,-kk(k<=m/2)，称二次探测再散列。
   如果di取值可能为伪随机数列。称伪随机探测再散列。
2. 链地址法（拉链法）hashMap使用的就这这种方法：
   将相同hash值的对象组织成一个链表放在hash值对应的槽位；
3. 再哈希法：
   当发生冲突时，使用第二个、第三个、哈希函数计算地址，直到无冲突时。缺点：计算时间增加。
   比如上面第一次按照姓首字母进行哈希，如果产生冲突可以按照姓字母首字母第二位进行哈希，再冲突，第三位，直到不冲突为止
4. 建立一个公共溢出区:
   假设哈希函数的值域为[0,m-1],则设向量HashTable[0…m-1]为基本表，另外设立存储空间向量OverTable[0…v]用以存储发生冲突的记录。

三、与HashTable的区别

1. HashTable介绍

Hashtable同样是基于哈希表实现的，同样每个元素是一个key-value对，其内部也是通过单链表解决冲突问题，容量不足（超过了阀值）时，同样会自动增长。
Hashtable也是JDK1.0引入的类，是线程安全的，能用于多线程环境中。
Hashtable同样实现了Serializable接口，它支持序列化，实现了Cloneable接口，能被克隆。

2. 区别

1. hashMap是线程不安全的，hashTable是线程安全的。
2. 继承的父类不同：
   Hashtable继承自Dictionary类，而HashMap继承自AbstractMap类。但二者都实现了Map接口。
3. hashMap可以添加put(null,null),而hashTable不行（编译不报错，运行报错）
4. 取hash值不同：
   hashCode是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。
   Hashtable计算hash值，直接用key的hashCode()，而HashMap重新计算了key的hash值。
   HashMap在求位置索引时，是计算key的hash再与tab.length-1进行与运算；HashTable则是key的hash值与0x7FFFFFFF进行与运算，然后再对tab.length取模
5. 初始容量和扩容机制不同
   hashMap的初始容量是16，hashTable的初始容量是11；
   hashMap的扩容是原来的2倍，hashTable的扩容是原来的2倍+1

最后、常见问题

一、HashMap中的“死锁”是怎么回事

HashMap是非线程安全，死锁一般都是产生于并发情况下。我们假设有二个进程T1、T2，HashMap容量为2,T1线程放入key A、B、C、D、E。在T1线程中A、B、C Hash值相同，于是形成一个链接，假设为A->C->B，而D、E Hash值不同，于是容量不足，需要新建一个更大尺寸的hash表，然后把数据从老的Hash表中 迁移到新的Hash表中(refresh)。这时T2进程闯进来了，T1暂时挂起，T2进程也准备放入新的key，这时也 发现容量不足，也refresh一把。refresh之后原来的链表结构假设为C->A，之后T1进程继续执行，链接结构 为A->C,这时就形成A.next=B,B.next=A的环形链表。一旦取值进入这个环形链表就会陷入死循环。

解决办法：
使用线程安全的ConcurrentHashMap