一、什麼是雜湊表？

hashmap內部維護這一個雜湊Entry陣列和一個線性連結串列，通過key的hashcode來儲存和查詢資料。而計算key的hashcode的函式稱為雜湊函式。其新增、查詢的操作如下：

儲存結構如下：

通過雜湊函式計算出實際儲存地址，在bucket中找到對應的位置進行的查詢、新增操作。

二、HashMap常見面試問題

1.HashMap的工作原理
2.HashMap的鍵和值可以為Null嗎？為什麼？
3.如果兩個物件的hashcode相同會發生什麼？
4.如何獲取hashcode相同的值物件？
5.如果HashMap大小超過負載因子（load factor：default 0.75）定義的容量，怎麼辦？
6.如果要調整HashMap的大小，會存在什麼問題？
7.哪些資料型別適合作為HashMap的鍵，為什麼？
8.可以用CocurentHashMap替代HashMap嗎？

三、原理解析

1.HashMap工作原理

HashMap基於hashing原理，通過put()和get()方法儲存和獲取物件，當我們呼叫put函式儲存鍵值對時，會先呼叫物件的hashCode()方法計算出key的hashcode，然後根據這個值找到bucket的位置來儲存值物件。當呼叫get()方法獲取物件的時候，也是先根據key來計算hashcode，然後找到bucket的位置來查詢對應的值物件。

2.對於第二個面試題，先來看HashMap的put方法：

//put
public V put(K key, V value){
 //如果key為null，呼叫putForNullKey()方法寫入null鍵的值
 

 //這就是為什麼HashMap允許鍵為null的原因
 if (key == null){
    return putForNullKey(value);
}

//根據key的hashCode計算Hash值 
int hash = hash(key.hashCode());
//查詢hash值在table中的索引
int i = indexFor(hash, table.length);
// 如果 i 索引處的 Entry 不為 null，通過迴圈不斷遍歷連結串列查詢是否在連結串列中有相同key的Entry
//這就是HashMap處理hash碰撞的方法，用一個連結串列來解決
for (Entry<K,V> e = tablei; e != null
 
; e = e.next) {
    Object k;
    //找到與插入的值的key和hash相同的Entry
    if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key|| key.equals(k)){

        //key值相同時直接替換value值，跳出函式
    V oldValue = e.value;
      e.value = value;
    e.recordAccess(this);
  return oldValue;
        }
    }
// 如果 i 索引處的 Entry 為 null 或者key的hash值相同而key不同  ，則需要新增Entry
modCount++; 
// 將 key、value 新增到 i 索引處
addEntry(hash, key, value, i); 
return null; 
} 
//get
public V get(Object key) 
{ 
// 如果key是null呼叫 getForNullKey取出null的value 
if (key == null) 
return getForNullKey(); 
// 根據該key的hashCode值計算它的hash碼 
int hash = hash(key.hashCode()); 
// 直接取出table陣列中指定索引處的值， 
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; 
e != null; 
// 搜尋該Entry鏈的下一個物件 
e = e.next) 
{ 
Object k; 
// 如果該Entry的key和hash與被搜尋key相同 
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key 
|| key.equals(k))) 
return e.value; 
} 
return null; 
} 

3.如果兩個物件的hashCode相同

儲存時：它們會找到相同的bucket位置，發生hash碰撞，對每個bucket位置，會有一個維護連結串列，通過一個next指標指向下一個Entry節點，然後將值儲存在這個連結串列中的next節點。
獲取時，會用hashCode找到這個bucket位置，然後遍歷這個連結串列，呼叫key.equal()方法，找到連結串列中正確的節點，然後返回要找的鍵值對物件。

4.HashMap擴容

HashMap的預設負載因子為0.75，這個負載因子就是用來計算當前的HashMap的容量，當map被填滿了75%bucket的時候，將會呼叫resize()方法，建立原來HashMap兩倍大小的bucket陣列，並將原來的物件放入新的陣列中，這個過程叫rehashing。

5.HashMap鍵的選擇

建議使用String、Integer作為鍵，因為我們可以使用final修飾作為不可變物件，能夠很好的防止hashCode重複導致發生hash碰撞，這樣可以提高HashMap的效能，因為不用去遍歷連結串列去查詢元素。

6.ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap可以替換HashMap。要根據使用場景來選擇，如果考慮多執行緒的問題，使用ConcurrentHashMap比較好，因為它僅僅根據同步級別對map的一部分進行上鎖，效率要高一些。但是在不考慮多執行緒的應用場景中，HashMap會更好。

四、總結以及其他注意點

• 選用String、Integer作為鍵會提高HashMap的效率。
• 如果HashMap的大小超過負載因子定義的容量，會建立一個原來兩倍大小的新bucket陣列，將原來的物件放入新陣列，這個過程影響效率且容易引發執行緒不安全問題，因為多個執行緒同時發現需要調整容量時，會出現條件競爭的現象，因為可能形成一個環形的連結串列，導致所有的next指向都不為null，進入死迴圈。
• 多執行緒同時進行put操作也可能導致資料丟失。