- 介绍下 HashMap 的底层数据结构吧

现在用的都是 JDK 1.8，底层是由“数组+链表+红黑树”组成，如下图，而在 JDK 1.8 之前是由“数组+链表”组成
红黑树作用：主要是为了提升在 hash 冲突严重时（链表过长）的查找性能，使用链表的查找性能是 O(n)，而使用红黑树是 O(logn)。
什么时候用链表？什么时候用红黑树？
对于插入，默认使用链表节点。当同一个索引位置的节点在新增后达到
9个（阈值8,阈值为8是在时间和空间上权衡的结果）

红黑树节点大小约为链表节点的2倍，在节点太少时，红黑树的查找性能优势并不明显
但是：转回链表节点是用的6

HashMap 有哪些重要属性？分别用于做什么的？

  1. size
  2. threshold：扩容阈值，当 HashMap 的个数达到该值，触发扩容。（在我们新建 HashMap 对象时， threshold 还会被用来存初始化时的容量。HashMap 直到我们第一次插入节点时，才会对 table 进行初始化，避免不必要的空间浪费。）
  3. loadFactor：负载因子，扩容阈值 = 容量 * 负载因子。 负载因子默认值是0.75

HashMap 的默认初始容量是多少？ 16 （why：6是2的N次方，并且是一个较合理的大小。如果用8或32，也是OK的，主要根据使用情况）
HashMap 的容量有什么限制吗？容量必须是2的N次方，HashMap 会根据我们传入的容量计算一个大于等于该容量的最小的2的N次方
容量在hashmap内部怎么算的：

static final int tableSizeFor(int cap) {
    int n = cap - 1;
    n |= n >>> 1;
    n |= n >>> 2;
    n |= n >>> 4;
    n |= n >>> 8;
    n |= n >>> 16;
    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

|=（或等于） 两个二进制数按位取或
->>>（无符号右移）
cap - 1为了处理 cap 本身就是 2 的N次方的情况
计算机底层是二进制的，移位和或运算是非常快的，所以这个方法的效率很高

HashMap 的容量必须是 2 的 N 次方，这是为什么？

计算索引位置的公式为：(n - 1) & hash，当 n 为 2 的 N 次方时，n - 1 为低位全是 1 的值，此时任何值跟 n - 1 进行 & 运算的结果为该值的低 N 位，达到了和取模同样的效果，实现了均匀分布。当 n 不为 2 的 N 次方时，hash 冲突的概率明显增大。

java hashmap红黑树_数组


JDK 1.8 主要进行了哪些优化

  1. 底层数据结构从“数组+链表”改成“数组+链表+红黑树”，主要是优化了 hash 冲突较严重时，链表过长的查找性能：O(n) -> O(logn)。
  2. 计算 table 初始容量的方式发生了改变，老的方式是从1开始不断向左进行移位运算，直到找到大于等于入参容量的值；新的方式则是通过**“5个移位+或等于运算**”来计算
  3. 优化了 hash 值的计算方式，新的只是简单的让高16位参与了运算
  4. 扩容时插入方式从“头插法”改成“尾插法”，避免了并发下的死循环。
  5. 扩容时计算节点在新表的索引位置方式从“h & (length-1)”改成“hash & oldCap”，性能可能提升不大，但设计更巧妙、更优雅。
    扩容时计算节点在新表的索引位置方式从“h & (length-1)”改成“hash & oldCap”，性能可能提升不大，但设计更巧妙、更优雅。

java hashmap红黑树_数组_02