一：HashMap特徵

　　1、HashMap 是一個散列表，它儲存的內容是鍵值對(key-value)對映。

　　2、HashMap是無序的。

　　3、HashMap是非執行緒安全的，只適合在單執行緒環境下使用。

二：HashMap繼承與實現關係

　　1、繼承層次

java.lang.Object
   ↳     java.util.AbstractMap<K, V>
         ↳     java.util.HashMap<K, V>

　　2、類定義與實現

public class HashMap<K,V>
    extends
 
 AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { }

　　繼承AbstractMap，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面，具備了通用的鍵值對操作能力、克隆能力、序列化能力。

三：HashMap原理

　　HashMap的重要成員與概念解析

　　1、table陣列：一個Entry[]陣列，每個陣列位置稱之為一個“桶”，每個桶位都對應一個hash值，每個桶位儲存一個Entry例項。而Entry例項實際上是一個單向連結串列，每個連結串列節點儲存一個鍵值對。

　　　　　　 在jdk1.8之前，Entry陣列中儲存的是連結串列的表頭，一個連結串列儲存hash值相同的鍵值對們。鍵值對的hash值相同稱之為“hash衝突”，解決hash衝突有多種方法，HashMap採用的是拉鍊法。

　　　　　　　　1）拉鍊法

　　　　　　　　　 這種方法的思路是：把同一個雜湊槽（在我們這裡就是陣列的每一個桶位）中的所有元素放到一個連結串列中，也就是說：把hash值相同的鍵值對，儲存到同一個連結串列中。

　　　　　　　　　 往HashMap中put一個元素時：首先通過雜湊函式計算鍵值對的hash值，得到其在table陣列中的桶位。如果該桶位中沒有元素，則生成一個Entry例項儲存鍵值對後插入該桶位；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　如果有元素，則檢查key值的唯一性：如果key值和我們要插入的資料不一樣，則生成一個Entry例項儲存鍵值對後，插入到該桶位的連結串列中；如果存在和我們要插入資料相同key的鍵值對，我們就把value進行更換即可。

　　　　　　　　2）再雜湊法

　　　　　　　　　　這種方法的思路是：當出現hash值相同的鍵值對時，進行再次hash計算，直到出現不衝突的位置為止。這樣會導致時間成本增加，不採用。

　　　　　　　　3）開放地址法

　　　　　　　　　　這種方法的思路是：插入一個元素的時候，先通過雜湊函式進行判斷，若是發生雜湊衝突，就以當前地址為基準，根據再定址的方法（探查序列），去尋找下一個地址，若發生衝突再去尋找，直至找到一個為空的地址為止。

　　　　　　　　　　所以這種方法又稱為再雜湊法。

　　　　　　　jdk1.8引入了新的實現方式來解決hash衝突，當某個entry連結串列長度大於8時，會轉化成紅黑樹進行儲存；當某個entry樹的小於6個元素時，又會轉回連結串列儲存。

　　　　　　　　這樣做的原因是：

　　　　　　　　1）原因：
　　　　　　　　紅黑樹的平均查詢長度是log(n)，當長度為8，查詢長度為log(8)=3；

　　　　　　　　連結串列的平均查詢長度為n/2，當長度為8時，平均查詢長度為8/2=4，此時開始有轉換成樹的必要；

　　　　　　　　連結串列長度如果是小於等於6，6/2=3，因此小於等於6時連結串列形式的速度已足夠快，雖然紅黑樹的速度會更快，但是轉化為樹結構也需要時間開銷，因此最終效能表現差距不大，無謂再轉成紅黑樹。

　　　　　　　　2）選擇6和8的原因是：
　　　　　　　　中間有個差值7可以防止連結串列和樹之間頻繁的轉換。

　　　　　　　　3）引入紅黑樹而不是AVL平衡二叉樹的原因

　　　　　　　　紅黑樹相比avl樹，在檢索的時候效率其實差不多，都是通過平衡來二分查詢。

　　　　　　　　但對於插入刪除等操作，紅黑樹不像avl樹一樣追求絕對的平衡，他允許區域性很少的不完全平衡，省去了很多沒有必要的平衡調整操作，因此效能更優。

　　2、初始容量：容量 是指雜湊表中桶的數量，一個桶儲存一個鍵值對。

　　　　　　　初始容量 指雜湊表在建立時的一開始的容量。

　　3、載入因子loadFactor：指觸發雜湊表擴容的一個當前大小的臨界值。

　　　　　　　當雜湊表中的條目數超出了載入因子與當前容量的乘積時，則要對該雜湊表進行 rehash 操作進行擴容，將容量擴大一倍。

　　　　　　 預設載入因子是 0.75, 這是在時間和空間成本上尋求一種折衷。載入因子過高雖然減少了空間開銷，但同時也增加了查詢成本。

　　4、閾值threshold：用於判斷是否需要調整HashMap的容量，threshold="容量*載入因子"，當HashMap中儲存資料的數量達到threshold時，就需要將HashMap的容量加倍。

　　5、size：儲存當前鍵值對的數量，即HashMap的大小。

　　6、modCount：實現fail-fast機制的判斷依據。

四：HashMap關鍵方法