一、Map的實現類的結構

Map：雙列資料，儲存key-value對的資料 --- 類似於高中的函式：y=f(x) (JDK1.2才有)

• HashMap：(1.2才有)作為Map的主要實現類；執行緒不安全，效率高；儲存null的key和value
• LinkedHashMap：(1.4才有)保證在遍歷map元素時，可以按照新增的順序實現遍歷。
  • 原因：在原有的HashMap底層結構基礎上，添加了一對指標，指向前一個和後一個元素。
  • 對於頻繁的遍歷操作，此類執行效率高於HashMap。
• TreeMap：(1.2才有)保證按照新增的key-value對進行排序，實現排序遍歷。此時考慮key的自然排序或定製排序，底層使用紅黑樹
• Hashtable：(1.0時就有)作為古老的實現類；執行緒安全的，效率低；不能儲存null的key和value
  • Properties：常用來處理配置檔案。key和value都是String型別

HashMap的底層：

• 陣列+連結串列(jdk7及之前)
• 陣列+連結串列+紅黑樹(jdk8)

面試題：

1. HashMap的底層實現原理？
2. HashMap 和 Hashtable的異同？
3. CurrentHashMap 與 Hashtable的異同？（暫時不講）

二、Map結構的理解

• Map中的key：無序的、不可重複的，使用Set儲存所有的key ---> key所在的類要重寫equals()和hashCode() (以HashMap為例)
• Map中的value：無序的、可重複的，使用Collection儲存所有的value ---> value所在的類要重寫equals()
• 一個鍵值對：key-value構成了一個Entry物件。
• Map中的entry：無序的、不可重複的，使用Set儲存所有的entry

三、HashMap的底層實現原理

以jdk7為例說明
在HashMap例項化以後，底層建立了長度是16的一維陣列Entry[] table。
--- 可能已經執行過多次put ---
map.put(key1,value1);
首先，呼叫key1所在類的hashCode()計算key1雜湊值，此雜湊值經過某種演算法計算以後，得到在Entry陣列中的存放位置。

• 如果此位置上的資料為空，此時的key1-value1新增成功。 ----情況1
• 如果此位置上的資料不為空，(意味著此位置上存在一個或多個數據(以連結串列形式存在))，比較key1和已經存在的一個或多個數據的雜湊值：
  • 如果key1的雜湊值與已經存在的資料的雜湊值都不相同，此時key1-value1新增成功。 ----情況2
  • 如果key1的雜湊值與已經存在的某一個數據(key2-value2)的雜湊值相同，繼續比較：呼叫key1所在類的equals(key2)方法，比較：
    • 如果equals()返回false：此時key1-value1新增成功。 ----情況3
    • 如果equals()返回true：使用value1替換value2。

補充：關於情況2和情況3：此時key1-value1和原來的資料以連結串列的方式儲存。

在不斷的新增過程中，會涉及到擴容問題，當超出臨界值(且要存放的位置非空)時則擴容，預設的擴容方式：擴容為原來容量的2倍，並將原有的資料複製過來。

jdk8相較於jdk7在底層實現方面的不同

1. new HashMap():底層沒有建立一個長度為16的陣列
2. jdk8底層的陣列是：Node[]，而非Entry[]
3. 首次呼叫put()方法時，底層建立長度為16的陣列
4. jdk7底層結構只有：陣列+連結串列。jdk8中底層結構：陣列+連結串列+紅黑樹。
   在jdk8中，當陣列的某一個索引位置上的元素以連結串列形式存在的資料個數 > 8 且當前陣列的長度 > 64時，
   此時此索引位置上的所有資料改為使用紅黑樹儲存。

HashMap原始碼中的一些常量

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY：HashMap的預設容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的預設載入因子：0.75
threshold：擴容的臨界值 = 容量填充因子 ：160.75 = 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中連結串列長度大於該預設值，轉化為紅黑樹：8
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被樹化時最小的hash表容量：64

四、LinkedHashMap的底層實現原理（瞭解）

原始碼中：

        static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
            Entry<K,V> before, after;//能過記錄新增的元素的先後順序
            Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
                super(hash, key, value, next);
            }
        }