HashMap可以說是java中最常見也是最重要的key-value存儲結構類，很多程序員可能經常用，但是不一定清楚這個類背后的數據結構和相關操作原理，為了復習HashMap相關的知識，今天花了一天的時間整理了下有關該類的相關知識，個人認為基本上涵蓋了HashMap相關的知識點，希望對大家有所幫助。
博客園的編輯功能不好用，截成圖后變形嚴重，因此在這里放個鏈接，（點我看大圖）為了讓大家看得更清楚，把圖片的內容也放在這里。
1、基本概念
size：key-value鍵值對的數量
capacity：Entry數組的大小，默認16
loadfactor：負載因子，默認0.75，基於性能和空間的tradeoff，當太大時，會導致沖突變多，影響查詢性能，太小時，會占用較多空間，導致浪費
threshold：極限容量，數組擴容時的臨界值，capacity*loadFactor>threshold時，會自動擴容
Entry：map中數組存儲的對象，遍歷Map時就是基於Entry進行遍歷的
Bucket：桶，map中一個Entry位置下對應的一個鏈表，類似於一個坑，相同hashcode的鍵值對以鏈表的形式存在一個bucket里
modcount：修改計數，當HashMap中的元素個數發生改變時，該值就會+1，如果該值和expectedModCount不一致，會觸發fast-fail機制，拋出ConcurrentModifycationException異常
2、數據結構
jdk7之前（含jdk7）：數組+鏈表
jdk8開始：數組+鏈表|紅黑樹（當鏈表中元素超過8個時，會由鏈表自動轉為紅黑樹）
3、重要特性
1、非線程安全，對應HashTable是線程安全的，因為加了synchronized關鍵字
2、無序，因為hash函數會打亂順序，並且resize后不保證在新數組中的位置和原數組中位置一致，但是會在原來位置+2^n位置
3、允許key和value均為null，當key為null時，存在entry[0]所在的鏈表里
4、重要方法
equals方法： Object類定義的方法，具體介紹參考面hash方法。如果兩個對象根據equals()方法相等，則hashcode一定相等，反過來如果hashcode相同，則equals不一定相等。重寫equals方法需要滿足5個特性
1、自反性：x.equals(x)永遠返回true
2、對稱性：如果x.equals(y)為true，則y.equals(x)也為true
3、傳遞性：如果x.equals(y)為true，y.equals(z)為true，則x.equals(z)也為true
4、冪等性：如果對象沒被改變，那么不管調用多少次，x.equal(y)的結果永遠相同
5、非空性：如果x非空，則x.equals(null) 永遠為false
hash方法：Object類定義的方法，用於計算key的hashCode，默認是一個對象在JVM內存地址的哈希值。當需要比較對象的值而不是對象本身時，通常需要重寫hash方法和equals方法，因為默認的equals方法比較的是對象在jvm內存地址的值，如果只重寫hash 方法，那么equals方法比較的其實是2個對象的堆地址；反過來，如果只重寫equals方法，那么相同對象的hashcode可能不一致，也會導致比較結果不正確
indexFor方法：計算hashCode在entry數組中的位置，用了個很巧妙的算法h = h&(table.length -1 )，后面會解釋為什么每次resize的時候，都是原來的2倍
put方法：put方法先判斷key是否為null，如果為null，則調用putForNullKey方法（jdk8之前），否則按下面思路執行put操作：
1、先根據hashCode方法計算該對象的key的hashCode
2、通過indexFor方法計算key的hashCode在entry數組中的下標位置
3、如果該下標處為null，則把該對象存入該節點
4、如果該下標處不為null，則遍歷該鏈表，根據equals方法尋找是否有對應的key，如果有，則替換舊的值，否則將該對象添加到鏈表的頭部
addEntry方法：添加Entry對象的方法，添加之前會先判斷是否需要resize擴容，擴容的條件有2個：鍵值對數量>=極限容量，並且存放該對象的buckey的值非空（也就是有沖突了），假如有極限容量是12，map中有13個鍵值對，但是這13個鍵值對都存在table 數組的13個bucket里，那么也不會擴容的
resize方法：當達到擴容條件時調用的方法
1、當極限容量已經達到最大值2^32-1時，不再擴容
2、如果未達到，則首先創建一個新的數組（容量為原來數組的2倍）
如果初始化Map容量的時候不是2的n此方，會生效嗎？
不會的，因為hash會找一個比該值大的最小2的n此次方的值，比如指定了初始容量為12，則默認的數組大小為16
為什么是2倍？2個原因：
1、位移運算速度快。
2、每次將對象轉移到新的數組時（即調用indexFor函數時），由於采用的是hash&(length-1),既能減少沖突，又能保證速度，所以每次擴容都是原來的2倍。
3、遍歷map，計算原來的數組中每個鍵值對在新數組中的index，再將其存到新數組中相應位置
remove方法：與put操作基本相反，將對象從Map中移除，需注意fast-fail問題，對應的解決辦法是：采用迭代器本身的remove方法，而不要采用hashMap的remove方法
5、和其他集合類的區別
HashTable：
1、HashTable線程安全，因為put和remove方法里加了synchronized關鍵字
2、HashTable中的key和value都不能為null，hashMap可以
3、性能上，由於HashMap非線程安全，因此速度更高
4、HashMap繼承自AbstractMap，HashTable繼承自Dictionary
5、其他各方面區別不大，包括數據結構，存取方法等
TreeMap：1、HashMap無序，TreeMap基於紅黑樹實現，是有序的
總的來說，hashMap是一個設計非常巧妙的類，光看源碼有一定的復雜度，尤其是不同版本的jdk對應的方法可能有較大差異，如果有什么地方講的不正確，歡迎指出。有需要思維導圖原圖的可以給我留言，我發給你。