一、要点

1. 如何减少哈希碰撞

　　1. 将哈希桶长度设置为2的倍数，这样在计算下标时（n-1）& hash 的（n-1）二进制最后一位也会参与运算,

　　2. 当Map中元素增加时，势必会造成碰撞的增加，这时候通过扩容来，来减少碰撞

2. 何时初始化HashMap

　　在put值时，初始化hashMap

3. 哈希桶的寻址方法

　　计算下标的算法 （n-1）& hash

4. 链表何时转红黑树

　　当哈希桶中链表长度大于7时，则链表转红黑树，因为红黑树的查找效率更高

5. 扩容时扩大几倍

　　扩大两倍，同时阈值也同样扩大两倍

6. 为什么hashMap容量都是2的倍数

　　1. 计算下标的算法是 （n-1）& hash

　　2. indexFor代码，正好解释了为什么HashMap的数组长度要取2的整次幂。因为这样（数组长度-1）正好相当于一个“低位掩码”。“与”操作的结果就是散列值的高位全部归零，只保留低位值，用来做数组下标访问,

　　3. 以初始长度16为例，16-1=15。2进制表示是00000000 00000000 00001111。和某散列值做“与”操作如下，结果就是截取了最低的四位值。

　　

7. 讲一下Put的过程

　　1. 哈希桶为空的话，调用扩容函数初始化哈希桶，默认长度16

　　2. （n-1）& hash计算下标，不发生hash碰撞的话，直接赋值

　　3. 发生hash碰撞，如果链头的key值就相同，直接替换，如果是红黑树就进入红黑树对比赋值

　　4. 否则遍历链表，比较赋值（比较方式hash+equals）

　　5. 最后判断是否需要扩容

8. 讲一下resize()过程

　　1. 判断是否需要初始化哈希桶的容量值、阈值

　　2. 遍历老数组，用hash值重新计算下标位置，要么将原来的链表放入低位、要么将要来的链表放入高位

9. 能否让HashMap同步

　　Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

10. HashMap的长度为什么设置为2的n次方

　　1. 在寻址过中，一般用取余的方式来，这样的效率不高，当容量为2次方时，按位运算&上length-1时，效果和取余相同

　　2. 方便扩容时移位操作，效率高，同时扩容后还是2的次方

二、源码

hash()方法

1. 扰动函数就是为了解决hash碰撞的

key的hash值 异或 hash值的低16位

static final int hash(Object key) {    int h;    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}

put()方法

public V put(K key, V value) {    return putVal(hash(key), key, value, false, true);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,                   boolean evict) {    Node
      
       [] tab; Node
       
         p; int n, i;    // 判断数组是否为空    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)        // 数组为空则初始化数组, 并获取长度        n = (tab = resize()).length;    // 判断数组中值是否为空，index是 哈希值 & 哈希桶长度-1, 代替模运算    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)        // 数组中对应下标放入值        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);    else {        // 数组中对应下标不为空，哈希碰撞        Node
        
          e; K k;        // 判断数组取到的第一个节点的key值是否和要存入的相同        if (p.hash == hash &&            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            // 则把原来的值替换掉            e = p;        else if (p instanceof TreeNode)            // 如果p是红黑树, 则进入红黑树存值的流程            e = ((TreeNode
         
          )p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);        else {            // 否则p是链表, 且第一个节点key值与要存入的不相同, 则对单项链表进行遍历            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {                // 遍历到节点尾部                if ((e = p.next) == null) {                    // 链表的下个节点为空时, 则放入要存的值                    p.next = newNode(hash, key, value, null);                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                        // 链表长度大于8，则将链表转成红黑树                        treeifyBin(tab, hash);                    break;                }                //如果e不是null，说明有需要覆盖的节点                if (e.hash == hash &&                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                    break;                // 遍历下一个节点                p = e;            }        }        // 判断是否找到了与待插入元素的hash值与key值都相同的元素        if (e != null) { // existing mapping for key            V oldValue = e.value;            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)                e.value = value;            afterNodeAccess(e);            return oldValue;        }    }    // 记录修改次数    ++modCount;    //更新size，并判断是否需要扩容    if (++size > threshold)        resize();    afterNodeInsertion(evict);    return null;}
         
        
       
      

resize()扩容

final Node
        
         [] resize() {    Node
         
          [] oldTab = table;    // 获取旧的数组的长度，和阈值    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;    int oldThr = threshold;    int newCap, newThr = 0;    // 旧的容量大于0的情况    if (oldCap > 0) {        // 如果数组长度等于最大容量值，则不扩容直接返回        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {            // 设置阈值为2的31次方-1            threshold = Integer.MAX_VALUE;            // 不扩容了，直接返回旧的数组            return oldTab;        }        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&                    oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)            // 如果容量变为2倍后小于最大容量，且大于等于默认容量16时            // 阈值也扩大一倍            newThr = oldThr << 1; // double threshold    }    //如果当前表是空的，但是有阈值。代表是初始化时指定了容量、阈值的情况    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold        newCap = oldThr;    else {               // zero initial threshold signifies using defaults        // 当数组还未被初始化时，设置默认容量和阈值        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);    }    if (newThr == 0) { // 如果新的阈值是0，对应的是  当前表是空的，但是有阈值的情况        float ft = (float)newCap * loadFactor;        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?                    (int)ft : Integer.MAX_VALUE);    }    threshold = newThr;    // 扩容重新创建一个大小为2倍的数组    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})    Node
          
           [] newTab = (Node
           
            [])new Node[newCap];    // 更新哈希桶引用    table = newTab;    if (oldTab != null) {        // 循环将老数组中的放入新数组        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {            // 当前节点e            Node
            
              e;            if ((e = oldTab[j]) != null) {                // 将原哈希桶置空，以便GC                oldTab[j] = null;                // 如果链表中只有一个元素                if (e.next == null)                    // 直接将这个元素放入新的哈希桶                    // 注意这里重新计算了下标，这里相当于取模运算                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;                else if (e instanceof TreeNode)                    ((TreeNode
             
              )e).split(this, newTab, j, oldCap); // 如果发生了Hash碰撞, 节点小于8，要遍历节点，依次放入新的节点 else { // preserve order //因为扩容是容量翻倍，所以原链表上的每个节点，现在可能存放在原来的下标，即low位， 或者扩容后的下标，即high位。 high位= low位+原哈希桶容量 //低位链表的头结点、尾节点 Node
              
                loHead = null, loTail = null; // 高位链表的头结点、尾结点 Node
               
                 hiHead = null, hiTail = null; Node
                
                  next; do { next = e.next; if ((e.hash & oldCap) == 0) { if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } else { if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } // 遍历整个链表 } while ((e = next) != null); // 如果低位链表不为空，则将链表放入低位 if (loTail != null) { loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } // 如果高位链表不为空，则将链表放入高位 if (hiTail != null) { hiTail.next = null; newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab;}
                
               
              
             
            
           
          
         
        

三、疑问点

1. 扩容时，hiTail = e表示什么意思