什么是HashMap?

• HashMap是一个散列的桶(底层结构:数组+链表),以键值对(key-value)方式进行数据存储.
• HashMap采用了数组+链表的数据结构,在查询和修改继承了数组的线性查找和链表的寻址查找.
• HashMap是非synchronized(非线程安全)，所以HashMap很快
• HashMap可以接受null键和值，而Hashtable则不能（原因就是equlas()方法需要对象，因为HashMap是后出的API经过处理才可以）

HashMap的工作原理？

HashMap是基于hashing的原理，我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，计算并返回的hashCode是用于找到Map数组的bucket位置来储存Node 对象。这里关键点在于指出，HashMap是在bucket中储存键对象和值对象，作为Map.Node 。

以下是HashMap初始化 ，简单模拟数据结构

下面是具体的put过程（JDK1.8版）

• 对Key求Hash值，然后再计算下标
• 如果没有碰撞，直接放入桶中（碰撞的意思是计算得到的Hash值相同，需要放到同一个bucket中）
• 如果碰撞了，以链表的方式链接到后面
• 如果链表长度超过阀值( TREEIFY THRESHOLD==8)，就把链表转成红黑树，链表长度低于6，就把红黑树转回链表(红黑树下面拓展)
• 如果节点已经存在就替换旧值
• 如果桶满了(容量16*加载因子0.75)，就需要 resize（扩容2倍后重排）

以下是具体get过程(考虑特殊情况如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？)

当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置
找到bucket位置之后，会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点，最终找到要找的值对象。

不同的key计算出的HashCode相同就会发生碰撞以链表存储会减慢速度,那有什么办法减少碰撞呢?

扰动函数 （扰动即Hash方法内部的算法实现，目的是让不同对象返回不同hashcode）可以减少碰撞.原理是如果两个不相等的对象返回不同的hashcode的话，那么碰撞的几率就会小些这就意味着存链表结构减小，因此就不会频繁调用equal方法，这样就能提高HashMap的性能.

使用不可变的、声明作final的对象，并且采用合适的equals()和hashCode()方法将会减少碰撞的发生。不可变性使得能够缓存不同键的hashcode，这提高了整个获取对象的速度，所以使用String，Interger这样的类作为键是非常好的选择。

为什么String, Interger这样的类适合作为键？因为String是final的，而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。

不可变性是必要的，因为为了要计算hashCode()，就要防止键值改变，如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话，那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。

红黑树拓展

1. 每个节点非红即黑
2. 根节点总是黑色的
3. 如果节点是红色的，则它的子节点必须是黑色的（反之不一定）
4. 每个叶子节点都是黑色的空节点（NIL节点）
5. 从根节点到叶节点或空子节点的每条路径，必须包含相同数目的黑色节点（即相同的黑色高度）

HashTable

数组 + 链表方式存储
默认容量：11(质数 为宜)
put:- 索引计算 : （key.hashCode() & 0x7FFFFFFF）% table.length
若在链表中找到了，则替换旧值，若未找到则继续
当总元素个数超过容量*加载因子时，扩容为原来 2 倍并重新散列。
将新元素加到链表头部
对修改 Hashtable 内部共享数据的方法添加了 synchronized，保证线程安全

HashMap与Hashtable的区别

• 默认容量不同。扩容不同
• 线程安全性，HashTable 安全
• 效率不同 HashTable 要慢因为加锁