Java之HashMap底层实现原理/HashMap、HashTable、HashSet

学习笔记整理

Hashtable

Hashtable是将数据放入一个Entry数组或者Entry数组上一个Entry的链表节点。而ConcurrentHashMap是由Segment数组组成，每一个Segment可以看成一个单独的Map，然后每个Segment里又有一个HashEntry数组用来存放数据

网上的一个结构图

HashMap的工作原理

HashMap基于Hashing原理，我们通过put()和get（）方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put方法时，它将调用对象的hashCode（）方法来计算hashcode，让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals（）方法找到正确的键值时，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞的时候，对象将会储存在链表的下一个节点中。HashMap在每个链表的节点中储存键值对对象。

当两个不同的键对象的hashcode相同时，会发生什么？它们会存储在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals（）方法来找到键值对象。

hashMap和Hashtable 的区别

HashMap和Hashtable都实现了Map接口，主要区别有：线程安全性，同步（sychronization），以及速度。

1.Hash是非synchronized.并可以接受null的键值（key）和值（value）。

2.Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable。在Java5提供了ConcurrentHashMap,它是Hashtable的替代，比Hashtable的扩展性更好。

3。另一个区别是HashMap的迭代器（Iterator）是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器。当有其他线程改变了HashMap 的结构（增加或者删除元素），将会抛出ConcurrentModificationException,但迭代器本身的remove（）方法移除则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，取决于JVM（Enumeration与Iterator的区别）。

4.在单一线程的环境下，使用HashMap效率高。

5.HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

hashMap的同步

Map = Collections.synchronizeMap(hashMap);

HashMap和HashSet的区别

HashMap	HashSet
HashMap实现了Map接口	HashSet实现了Set接口
HashMap储存键值对	HashSet储存对象
使用put（）方法将元素放入map中	使用add（）方法将元素放入set中
HashMap中使用键对象来计算hashcode值	HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象可能相同，用equals方法判断对象的相等性。如果相等返回false
HashMap比较快，因为使用唯一的键来获取对象

重点：hashMap是在bucket中储存键对象和值对象，作为Map.Entry。

使用不可变的、声明作final对象，并且采用合适的equals（）和hashCode（）方法的话，将会减少碰撞的发生，提高效率。不可变性使得能够缓存不同键的hashcode，这将提高整个获取对象的速度，使得String、Integer这样的wrapper类作为键是非常好的选择。

HashMap的默认的负载因子大小为0.75，当一个map填满75%的bucket时候，和其他集合类（如ArrayList），将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并将原本的对象放入新的bucket数组中，这个过程叫做rehasing，因为它调用hash方法找到新的bucket位置。

当重新调整HashMap大小的时候，存在条件竞争，两个线程发现HashMap重新调整大小，试着调整大小。在调整大小的过程，储存在链表的元素次序将会反过来，移动到新的bucket位置时候，HashMap将元素放在元素链表的尾部，而不是头部，避免尾部遍历。竞争发生的时候，就死循环了，所以多线程的情况不适合使用HashMap