相信大家不管是在Java还是安卓面试过程中，或多或少都会被问及HashMap的工作原理，小编今天大概看了一下Android中HashMap的源码，将结果整理如下，如有不对之处请批评指正：
一、HashMap的数据结构
其实HashMap的存储数据结构是一个散列数组+链表的数据结构，如图：
HashMap的存储数据结构
我们都知道往HashMap里存储值时会传入key和value，HashMap首先会拿到key相对应的hash值，
接着通过hash值计算存放数组的下标，再将key-value对象存放在数组对应下标下的链表里。
接下来我们就根据源码看看HashMap的存取实现。
二、HashMap的存取实现
1） put（key，value）
@Override
public V put(K key, V value) {
if (key == null) {
return putValueForNullKey(value);
}
int hash = Collections.secondaryHash(key);
HashMapEntry<K, V>[] tab = table;
int index = hash & (tab.length - 1);
for (HashMapEntry<K, V> e = tab[index]; e != null; e = e.next) {
if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {
preModify(e);
V oldValue = e.value;
e.value = value;
return oldValue;
}
}
// No entry for (non-null) key is present; create one
modCount++;
if (size++ > threshold) {
tab = doubleCapacity();
index = hash & (tab.length - 1);
}
addNewEntry(key, value, hash, index);
return null;
}
由源码可以看出，程序首先会检测key值是否为空，如果为空则做空值处理（null key总是存放在entryForNullKey对象中）；接着对key的hashCode()做hash，然后再计算index；接着在Entry[index]下的链表里查找是否存在hash和key值与插入key的一样的HashMapEntry对象，如果有的话，则将旧值替换成value，并返回旧值；否则通过addNewEntry插入新的HashMapEntry对象，源码如下：
void addNewEntry(K key, V value, int hash, int index) {
table[index] = new HashMapEntry<K, V>(key, value, hash, table[index]);
}
HashMapEntry(K key, V value, int hash, HashMapEntry<K, V> next) {
this.key = key;
this.value = value;
this.hash = hash;
this.next = next;
}
由方法可知，插入方法是将新的HashMapEntry对象当成table[index]下链表的头结点，而用新的HashMapEntry对象的next指向原table[index]下链表的头结点，以达成插入链表头结点的目的。
2） get（key）
public V get(Object key) {
if (key == null) {
HashMapEntry<K, V> e = entryForNullKey;
return e == null ? null : e.value;
}
int hash = Collections.secondaryHash(key);
HashMapEntry<K, V>[] tab = table;
for (HashMapEntry<K, V> e = tab[hash & (tab.length - 1)];
e != null; e = e.next) {
K eKey = e.key;
if (eKey == key || (e.hash == hash && key.equals(eKey))) {
return e.value;
}
}
return null;
}
由源码可以看出，程序首先会判断key值是否为空，如果为空，则检查entryForNullKey有没有存放值，有的话则返回；接着对key的hashCode()做hash，然后再计算index；接着在Entry[index]下的链表里查找是否存在hash和key值与插入key的一样的HashMapEntry对象，有的话则返回。
所以，根据具体来说，HashMap的存储结构是这样的：
HashMap的存储结构
三、HashMap的大小问题
- 如果没有设置初始大小，即直接new HashMap()，size为MINIMUM_CAPACITY 的二分之一
/** * An empty table shared by all zero-capacity maps (typically from default
* constructor). It is never written to, and replaced on first put. Its size
* is set to half the minimum, so that the first resize will create a
* minimum-sized table.
*/
private static final Entry[] EMPTY_TABLE
= new HashMapEntry[MINIMUM_CAPACITY >>> 1];
public HashMap() {
table = (HashMapEntry<K, V>[]) EMPTY_TABLE;
threshold = -1; // Forces first put invocation to replace EMPTY_TABLE
}
- 如果有设置初始大小，即调用new HashMap(capacity)，注意table初始大小并不是构造函数中的initialCapacity！！而是 >= initialCapacity并且是2的n次幂的整数！！！！
public HashMap(int capacity) {
if (capacity < 0) {
throw new IllegalArgumentException("Capacity: " + capacity);
}
if (capacity == 0) {
@SuppressWarnings("unchecked")
HashMapEntry<K, V>[] tab = (HashMapEntry<K, V>[]) EMPTY_TABLE;
table = tab;
threshold = -1; // Forces first put() to replace EMPTY_TABLE
return;
}
if (capacity < MINIMUM_CAPACITY) {
capacity = MINIMUM_CAPACITY;
} else if (capacity > MAXIMUM_CAPACITY) {
capacity = MAXIMUM_CAPACITY;
} else {
capacity = Collections.roundUpToPowerOfTwo(capacity);
}
makeTable(capacity);
}
其中Collections的roundUpToPowerOfTwo方法，就是获取大于等于 某个整数 并且是 2 的幂数的整数
- 再散列rehash：当哈希表的容量超过默认容量时，doubleCapacity会调整table的为原来的2倍。这时，需要创建一张新表，将原表的映射到新表中。
private HashMapEntry<K, V>[] doubleCapacity() {
HashMapEntry<K, V>[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
return oldTable;
}
int newCapacity = oldCapacity * 2;
HashMapEntry<K, V>[] newTable = makeTable(newCapacity);
if (size == 0) {
return newTable;
}
for (int j = 0; j < oldCapacity; j++) {
/*
* Rehash the bucket using the minimum number of field writes.
* This is the most subtle and delicate code in the class.
*/
HashMapEntry<K, V> e = oldTable[j];
if (e == null) {
continue;
}
int highBit = e.hash & oldCapacity;
HashMapEntry<K, V> broken = null;
newTable[j | highBit] = e;
for (HashMapEntry<K, V> n = e.next; n != null; e = n, n = n.next) {
int nextHighBit = n.hash & oldCapacity;
if (nextHighBit != highBit) {
if (broken == null)
newTable[j | nextHighBit] = n;
else
broken.next = n;
broken = e;
highBit = nextHighBit;
}
}
if (broken != null)
broken.next = null;
}
return newTable;
}
