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HashMap系列文章
第一篇 HashMap源码中的成员变量你还不懂? 来来来！！！整理好的成员变量源码解析
第二篇 撸啊撸，再次撸HashMap源码，踩坑源码中构造方法！！！每次都有收获
第三篇 MoxiMoxi ！！！你看过HashMap中的put方法的源码吗？
第四篇 HashMap源码中的resize扩容方法除了扩容还有一个用途你真的知道吗？
第五篇 留一半清醒、留一半醉！！！HashMap中treeifyBin、treeify源码解析
HashMap集合简介
概述
HashMap基于哈希表的Map接⼝口实现，是以key-value存储形式存在，即主要⽤用来存放键值对。它的key、value都可以为null。HashMap的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。此外，HashMap中的映射不是有序的,位置由hashcode经过运算决定。
数据结构
- 在JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 数据结构组成的。
- 在JDK1.8 之后 HashMap 由 数组+链表 +红⿊树数据结构组成的。
数据结构解析
JDK1.8 之前 HashMap 由
数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了了解决哈希冲突**(两个对象调用的hashCode⽅法计算的哈希码值一致而导致计算的数组索引值相同)而存在的(“拉链法”解决冲突).JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值(或者红黑树的边界值，默认为 8)并且当前数组的长度大于64**时【同时满足这两个条件】，此时此索引位置上的所有数据改为使用红⿊树存储。
补充:将链表转换成红黑树前会判断，即使阈值大于8，但是数组长度小于64，此时并不会将链表变为 红黑树。⽽是选择进行数组扩容。
为什么要满足以上两个条件？
这样做的目的是因为数组比较小的时候要尽量避开红黑树结构，这种情况下变为红黑树结构，反而会降低效率，因为红⿊树需要进行左旋，右旋，变色这些操作来保持平衡 。同时数组⻓度⼩于64时，搜索时间相对要快些。所以综上所述为了提高性能和减少搜索时间，底层在阈值大于8并且数组长度大于64时， 链表才转换为红黑树。具体可以参考 treeifyBin 方法。
当然虽然增了了红黑树作为底层数据结构，结构变得复杂了，但是阈值大于8并且数组长度大于64时，链表转换为红黑树时，效率也变的更⾼效。
特点分析
- 存取是无序的。
- 键和值都都可以是null，但是这些键中仅只能有一个是null。
- 键位置是唯一的，底层的数据结构控制键的位置。
- jdk1.8之前数据结构是:链表 + 数组， jdk1.8之后是 : 链表 + 数组 + 红黑树。
- 阈值(边界值) > 8 并且数组长度大于64，才将链表转换为红黑树，变为红黑树的⽬的是为了高效的查询。
HashMap继承关系
HashMap继承关系源码
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
// 省略
}
HashMap的继承图解
继承图解析
- Cloneable是空接口，表示可以克隆隆。 代表创建并返回HashMap对象的一个副本。
- Serializable 序列化接口。属于标记性接口。HashMap对象可以被序列化和反序列化。
- AbstractMap 父类提供了Map实现接口。以最大限度地减少实现此接口所需的⼯作。
奇怪问题
补充:通过上述继承关系我们发现一个很奇怪的现象， 就是HashMap已经继承了AbstractMap而 AbstractMap类实现了Map接⼝口，那为什什么HashMap还要在实现Map接⼝口呢?同样在ArrayList中 LinkedList中都是这种结构。
小小插曲
据 Java集合框架的创始⼈人Josh Bloch描述，这样的写法是⼀个失误。在java集合框架中，类似这样的写法很多，最开始写Java集合框架的时候，他认为这样写，在某些地方可能是有价值的，直到他意识到搞错了。显然的，JDK的维护者，后来不认为这个⼩小的失误值得去修改，所以就这样存在下来了。
HashMap成员变量
序列化版本号
private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
集合的初始化容量【16】( 必须是二的n次幂 )
// 默认的初始容量是16 -- 1<<4相当于1*2的4次方---1*16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
1 << 4解析，就是讲1对应的二进制左移4位。0000 0001【1】左移4位为0001 0000【16】。
集合的最大容量【2的30次方】
// 集合最大容量的上限是:2的30次幂
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
默认的负载因子，默认值是0.75
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
当链表的值超过8则会转红黑树(JDK1.8新增)
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
当链表的值小于6则会从红黑树转回链表
// 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
转化为红黑树对应的数组长度最小值
// 桶中结构转化为红黑树对应的数组长度最小的值
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
当Map⾥面的数量超过这个值时，表中的桶才能进行树形化 ，否则桶内元素太多时会扩容，⽽不是树形化。目的是为了避免进⾏扩容、树形化选择的冲突，这个值不能⼩于 4 * TREEIFY_THRESHOLD (8)
table⽤来初始化**(必须是二的n次幂)[重点]**
// 存储元素的数组
transient Node<K,V>[] table;
table在JDK1.8中我们了解到HashMap是由
数组加链表加红⿊树来组成的结构其中table就是HashMap 中的数组，jdk8之前数组类型是Entry<K,V>类型。从jdk1.8之后是Node<K,V>类型。只是换了个名字， 都实现了一样的接口:Map.Entry<K,V>。负责存储键值对数据的。
⽤来存放缓存
// 存放具体元素的集合
transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
java语言的关键字，变量修饰符，如果用transient声明一个实例变量，当对象存储时，它的值不需要维持。换句话说，用transient关键字标记的成员变量不参与序列化过程。
当一个对象被序列化的时候，transient型变量的值不包括在序列化的表示中，然而非transient型的变量是被包括进去的。
HashMap中存放元素的个数**[重点]**
// 存放元素的个数，注意这个不等于数组的长度。
transient int size;
size为HashMap中K-V的实时数量，不是数组table的⻓度。
⽤来记录HashMap的修改次数
// 每次扩容和更改map结构的计数器
transient int modCount;
⽤来调整大小下一个容量的值计算方式为(容量*负载因子)
// 临界值 当实际⼤小(容量*负载因⼦)超过临界值时，会进行扩容
int threshold;
哈希表的加载因子**[重点]**
// 加载因子
final float loadFactor;
loadFactor加载因子，是⽤来衡量 HashMap 中元素满的程度，表示HashMap的疏密程度，可以影响hash操作到同一个数组位置的概率，计算HashMap的实时加载因子的方法为:size/capacity，⽽不是占用桶的数量去除以capacity。capacity 是桶的数量，也就是 table 的⻓度length。size是集合中实际存储元素的个数。
loadFactor太⼤导致查找元素效率低，太小导致数组的利用率低，存放的数据会很分散。loadFactor 的默认值为0.75f是官方给出的⼀个比较好的临界值。
当HashMap⾥面容纳的元素已经达到HashMap数组⻓度的75%时，表示HashMap太挤了，需要扩容，⽽而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作，非常消耗性能。所以开发中尽量减少扩容的次数，可以通过创建HashMap集合对象时指定初始容量来尽量避免。
同时在HashMap的构造器中可以定制loadFactor。这个不常用。这个构造方法会在接下来的文章中讲解。
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