HashMap中使用的陣列加連結串列（java8以後連結串列資料超過8以後，就改成紅黑樹儲存）來儲存鍵值，那HashMap為何使用陣列，陣列如何起作用，以及為什麼加連結串列，java8又為何將連結串列改成紅黑樹了呢？帶著這樣的疑問來看看下面的分析：

先說說put操作

先上程式碼，下面會對這段程式碼進行詳細解析

    public V put(K key,V value) {
        return putVal(hash(key),key,value,false,true);
    }

      final V putVal(int hash,K key,V value,boolean
 
 onlyIfAbsent,boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n,i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash,null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if
 
 (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this,tab,hash,value);
            else {
                for (int binCount = 0
 
; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash,null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab,hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

  //程式碼太多佔篇幅，省略掉resize() ;
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不想找原始碼的同學可以到HashMap原始碼

原始碼解析

1. 從原始碼中可以看到呼叫put操作時，實際上是呼叫的putVal，它會將key進行hash計算一次，計算出來的值呢就是這個key在Node陣列中的索引，所以在進行get操作的時候會通過這個索引來找到相應的鍵值，時間複雜度為O(1)，下面來詳細看看putVal的操作。
2. 這段意思是如果這個陣列為空那麼就把這個陣列給resize()一下。簡單概括一下resize()，如果Node陣列為空那麼就把它初始化為一個負載因子為0.75(預設)，長度為16(預設)的陣列，否則就將當前陣列增長為以前陣列的兩倍。這裡說明一下，雖然陣列長度為16但是它的門限值只有 16*0.75 = 12(容量 * 負載因子= 門限值)，只要陣列中元素超過門限值就會進行resize()，擴容兩倍。

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
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3. 通過對hash值和長度-1進行按位與來作為索引查詢，如果這個位置沒有值。就生成一個新節點插入。

        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash,null);
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4. 下面來詳細看看else中的邏輯，如果這個位置以前有值
5. 就看看這個值的hash值還有key值等不等於以前的值，如果都等，那麼說明key是一樣的，就會直接返回以前的那個node => p，來對舊結點進行操作。

            if (p.hash == hash &&
              ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
              e = p;
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2. 如果key值不等，就說明存在hash碰撞（hash碰撞就是key不同，但hash值相同的情況），那麼接下來我就看看當前節點是不是樹節點(紅黑樹)，如果是樹節點就進行樹節點的put操作

            else if (p instanceof TreeNode)
              e = ((TreeNode<K,value);
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3. 如果key值不等，並且不是樹節點，那麼說明現在是存入的是連結串列，就迴圈這個連結串列，如果遇到的節點為空，就將節點插入，如果插入後的節點數量超過8，那麼就會將這個連結串列進行樹化。如果在迴圈連結串列過程中又遇到有相同的key值，又直接對舊節點返回。

          else {
              for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                  if ((e = p.next) == null) {
                      p.next = newNode(hash,null);
                      if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                          treeifyBin(tab,hash);
                      break;
                  }
                  if (e.hash == hash &&
                      ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                      break;
                  p = e;
              }
          }
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4. 經過一大波周折，終於是拿到了需要插入節點在陣列中的位置，但這個時候還需要看看，這個位置是不是已經存在資料了，如果存在就把以前的那個資料返給你，如果為空就說明可以插入你想插入的資料了。我們已經獲得了插入資料的位置，這個時候這個位置可能為空，可能不為空。

            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
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6. put操作的最後，有個modCount，它是記錄資料被修改的次數，為什麼需要這個次數的存在，這裡簡單提一下，因為HashMap是執行緒不安全的，如果HashMap使用迭代器但是其他執行緒修改了這個Hashmap，就會有ConcurrentModificationException，這個異常的丟擲就是因為，在生成HashMap迭代器的時候會將這個修改次數賦給迭代器，當其他執行緒又去修改HashMap就會造成資料的不一致，所以使用這個修改次數就是一個另類的執行緒安全，即fail-fast策略。
7. 接下來看size(指代當前HashMap的size)，因為要插入節點到陣列中所以先自增，如果超門限值，陣列就翻倍。afterNodeInsertion(evict)，這個在網上查了一下，是為了繼承HashMap的LinkedHashMap類服務的，LinkedHashMap中被覆蓋的afterNodeInsertion方法，用來回撥移除最早放入Map的物件。至此put操作結束。

  ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
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呼，說了這麼多終於到get了

還是先程式碼再解釋

    public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key),key)) == null ? null : e.value;
    }
      final Node<K,V> getNode(int hash,Object key) {
        Node<K,V> first,e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash,key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }
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1. 同樣get操作是通過呼叫getNode方法來實現的，還是老規矩先對key進行hash計算，傳入函式，返回getNode函式返回的值。
2. 第一個if判斷，如果table為空就返回空值

    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
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3. 不為空就先去看看第一個位置的節點hash值和key值是否相同(為什麼要去先看第一個，因為存在hash碰撞的概率很小，通常連結串列中的節點數為一個，沒必要去迴圈遍歷整個連結串列，直接先看看第一個節點就是了，這裡是為了效率考慮)

             if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
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4. 當然如果連結串列中不止一個節點那麼就需要迴圈遍歷了，如果存在多個hash碰撞這個是跑不掉的。如果節點是樹節點那麼就使用樹節點的get方法來取數就是了。到這裡get也結束了。

             if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
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最後回答一下最開始提出的為什麼java8以後連結串列資料超過8以後，就改成紅黑樹儲存？

這就涉及到拒接服務攻擊了，比如某些人通過找到你的hash碰撞值，來讓你的HashMap不斷地產生碰撞，那麼相同key位置的連結串列就會不斷增長，當你需要對這個HashMap的相應位置進行查詢的時候，就會去迴圈遍歷這個超級大的連結串列，效能及其地下。java8使用紅黑樹來替代超過8個節點數的連結串列後，查詢方式效能得到了很好的提升，從原來的是O(n)到O(logn)。