一 Entry
Entry是Map接口中的一個內部接口，它是實現鍵值對存儲關鍵。在HashMap中，有Entry的實現類，叫做Entry。Entry類很簡單，里面包含key，value，由外部引入的hash，還有指向下一個Entry對象的引用，和數據結構中學的鏈表中的note節點很類似,HashMap中的鍵值對實際是通過Entry存儲的
Entry類的屬性和構造函數:
final K key; V value; Entry<K,V> next; int hash; Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) { value = v; next = n; key = k; hash = h; }
二 HashMap的初始化
//HashMap構造方法 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; threshold = initialCapacity; init(); }
這是HashMap的構造函數之一，其他構造函數都引用這個構造函數進行初始化。參數InitialCapacity指的是HashMap中table數組最初的大小，參數loadFactory指的是HashMap可容納鍵值對與數組長度的比值（舉個例子：數組長度默認值為16，loadFactory默認值為0.75，如果HashMap中存儲的鍵值對即Entry多於12，則會進行擴容，擴容后大小為當前數組長度的2倍）。在構造函數中不會對數組進行初始化，只有在put等操作方法內會進行判斷是否要初始化或擴容。
三 table數組
在HashMap中有一個概念叫做threshold(實際可容納量)，實際可容納量指的是在HashMap中允許存在最多的Entry的個數，它是由HashMap中內置的數組table的長度*load factory(負載因子)得來。其作用是保證HashMap的效率。
table數組是HashMap實現鍵值對存儲的又一關鍵，具體鍵值對保存方法請看下圖
左邊的數組索引是根據key的hash值計算得到，不同hash值有可能產生一樣的索引，即哈希沖突，此時采用鏈地址法處理哈希沖突，即將所有索引一致的節點構成一個單鏈表；
如圖中的[key，value]就是Entry對象來實現的，而table數組是用來存放Entry對象的。
//數組的初始化： private void inflateTable(int toSize) { // Find a power of 2 >= toSize int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); table = new Entry[capacity]; initHashSeedAsNeeded(capacity); } private static int roundUpToPowerOf2(int number) { return number >= MAXIMUM_CAPACITY ? MAXIMUM_CAPACITY : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1; }
在put等方法中發現數組未進行初始化時會調用InflateTable方法進行初始化，輸入參數為初始設置的InitialCapacity，實際上他會調用roundUpToPowerOf2方法返回一個比初始容量大的最小的2的冪數（其中一個原因是在得到Entry所在數組位置時方便）。
四 增加（put）方法
public V put(K key, V value) { if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold);//初始化table數組，新建的hashmap中threshold代表初始容量16 } if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null; } private V putForNullKey(V value) { for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) { if (e.key == null) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(0, null, value, 0); return null; } //hash方法，用於返回hash值，通過hashCode（）方法實現 final int hash(Object k) { int h = hashSeed; if (0 != h && k instanceof String) { return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k); } h ^= k.hashCode(); h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); } void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { resize(2 * table.length); hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } createEntry(hash, key, value, bucketIndex); } void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { Entry<K,V> e = table[bucketIndex]; table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); size++; }
在put方法中
1. 首先會判斷數組是否為空，如果為空會對數組進行初始化，初始化為初始容量為16，加載因子為0.75的空集合
2. 接下來判斷key是否為null，如果為null就采用第二個方法對鍵值對進行put。
3. 接下來對key調用hash（）方法得到一個hash值，再對這個數值進行處理（IndexFor方法）得到所在數組中的位置。
4. 接下來遍歷數組位置的鏈表，如果該位置的key的hash值和傳入key的hash值相同且（key內存地址相等 或 equals方法相等），表示hashMap中已有此鍵值對，則會更新在鏈表中的value值，並返回舊的value值。
5. 如果上邊的方法都沒有奏效，則會繼續執行到下面的addEntry創建一個新的Entry對象來添加傳入的鍵值。
總體而言就是hash值相同的話會找此hash位置上的鏈表的各個對象逐個對比，如果相同則替換此鏈表位置上的值，如果hash值不相同則新建一個hash位置的table
在putForNullKey方法中，我們看到它是為了NULL值專門設置的，NULL值的hash始終為0，所以key為NULL的Entry對象肯定在數組的第0個位置。同樣，如果找到則更新，沒有找到則添加。
調用addEntry方法意味着要往這個數組鏈表中添加一個Entry，所以會在最開始判斷已經存在的Entry數量是否超過了實際可容納量。如果超過了，則會調用resize方法將數組擴大兩倍，注意在擴大之后會對已經存入的Entry進行重排，原因是當初存入時IndexFor方法與數組長度有關系。接着會調用第四個方法。
createEntry方法很簡單，就是將原本在數組中存放的鏈表頭置入到新的Entry之后，將新的Entry放入數組中。從這里我們可以看出HashMap不保證順序問題。
get方法和contains方法原理和put方法一致，即先通過對key的hash得到其value值所在的鏈表頭在數組中的位置，再通過equals方法判斷value是否存在。
五 刪除（remove）方法
public V remove(Object key) { Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key); return (e == null ? null : e.value); } final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) { if (size == 0) { return null; } int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); Entry<K,V> prev = table[i]; Entry<K,V> e = prev; while (e != null) { Entry<K,V> next = e.next; Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) { modCount++; size--; if (prev == e) table[i] = next; else prev.next = next; e.recordRemoval(this); return e; } prev = e; e = next; } return e; }
分析：
如圖所示，列存放的是不同hash值對應的位置，整個列用table表示，table(hash值)代表鏈表第一個位置的元素，加入要找的value在entry3的位置，則：
第一步：table(i)=prev=e=entry0，然后判斷hash值和key對象是否相等，第一步不相等，則執行： prev = e；e = next;故此時：prep=table(i)=entry0，e=entry1
第二步：判斷hash值和key對象是否相等，第二步依然不相等，則執行： prev = e；e = next;故此時：prep=entry1，e=entry2
第三步：以此類推，繼續hash值和key對象是否相等，到第三次時prep=entry2,e=entry3
第四步：第四次判斷時e.key==key && key.equals(k) 滿足條件，然后判斷prev == e，此判斷主要是為了判斷是否是第一個元素，因為第一個元素的話兩個值相等，只需要把next指針變成table（i）即可
此處不perp!=e則執行prev.next = next; perp.next正常應該等於entry3，現在執行prev.next = next（e.next=entry4）后prep.next指向了entry4，表示entry3沒有指針指向它了，會被GC垃圾回收器自動回收，實現刪除效果
六 查詢（get）方法
public V get(Object key) { if (key == null) return getForNullKey(); Entry<K,V> entry = getEntry(key); return null == entry ? null : entry.getValue(); } private V getForNullKey() { if (size == 0) { return null; } for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) { if (e.key == null) return e.value; } return null; } 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; }
總結：查詢調用get時在hash值形同的位置上遍歷鏈表，對比每個鏈表的key，用==或者equals方法尋找key相同的對象取出，當鏈表的next方法返回為null時表示到了鏈表結尾處，此處null表示entry對象沒有取到來判斷鏈表結束，不是鍵值對中的value為null，value是在entry對象的value中存儲hashMap沒有修改方法，插入時會直接替換原來的值
總結
最終數組初始化的容量大小會是大於等於你傳入初始容量的最小2的冪數。
key為null或value為null能存入HashMap的原因是對null值會進行單獨的操作。
在table數組中的鏈表中每個Entry的共同點是key的hash(key.hashCode)部分相同。
注意對key的hashCode和equals方法的重寫如果你想讓兩個key映射一個對象，因為判定key相等的條件是（hashCode相等+（內存相等 或 equals相等））。
最早存入的鍵值對會在鏈表的末端。
當數組沒有鏈表存在時，HashMap性能最好為O(1)。而最差為O(threshould)。