這篇文章給出了這樣的一道面試題：
在 HashMap 中存放的一系列鍵值對，其中鍵為某個我們自定義的類型。放入 HashMap 后，我們在外部把某一個 key 的屬性進行更改，然后我們再用這個 key 從 HashMap 里取出元素，這時候 HashMap 會返回什么？
文中已給出示例代碼與答案，
key 更新后 hashCode 確實更新了，而且 HashMap 里面的對象就是我們原來的對象，最后的結果是null。
但是，關於HashMap的原理沒有做出解釋。
1. 特性
我們可以用任何類作為HashMap的key，但是對於這些類應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<Person, String> 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，結果卻是null。對HashMap稍有了解的人看出來——Person類並沒有override hashcode方法，導致其繼承的是Object的hashcode（返回是其內存地址），兩次new出來的Person對象並不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的實現方案：
//: containers/SimpleHashMap.java
// A demonstration hashed Map.
import java.util.*;
import net.mindview.util.*;
public class SimpleHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> {
// 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<MapEntry<K,V>>[] 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<MapEntry<K,V>>();
LinkedList<MapEntry<K,V>> bucket = buckets[index];
MapEntry<K,V> pair = new MapEntry<K,V>(key, value);
boolean found = false;
ListIterator<MapEntry<K,V>> it = bucket.listIterator();
while(it.hasNext()) {
MapEntry<K,V> 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<K,V> iPair : buckets[index])
if(iPair.getKey().equals(key))
return iPair.getValue();
return null;
}
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
Set<Map.Entry<K,V>> set= new HashSet<Map.Entry<K,V>>();
for(LinkedList<MapEntry<K,V>> bucket : buckets) {
if(bucket == null) continue;
for(MapEntry<K,V> mpair : bucket)
set.add(mpair);
}
return set;
}
public static void main(String[] args) {
SimpleHashMap<String,String> m =
new SimpleHashMap<String,String>();
m.putAll(Countries.capitals(25));
System.out.println(m);
System.out.println(m.get("ERITREA"));
System.out.println(m.entrySet());
}
}
SimpleHashMap構造一個hash表來存儲key，hash函數是取模運算Math.abs(key.hashCode()) % SIZE，采用鏈表法解決hash沖突；buckets的每一個槽位對應存放具有相同（hash后）index值的Map.Entry，如下圖所示：
JDK的HashMap的實現原理與之相類似，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<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
…
}
Map.Entry的index是對key的hashcode進行hash后所得。當要get key對應的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<K,V> entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
}
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
if (size == 0) {
return null;
}
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
for (Entry<K,V> 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的計算應涵蓋構造函數的所有字段，否則有可能得到null。
3. 參考資料
[1] Christophe, How does a HashMap work in JAVA.
[2] 梧桐, 一道面試題看 HashMap 的存儲方式.