HashMap深入浅出

文章来源：http://www.iteye.com/topic/539465；http://www.iteye.com/topic/754887

Hashmap是一种非常常用的、应用广泛的数据类型，最近研究到相关的内容，就正好复习一下。网上关于hashmap的文章很多，但到底是自己学习的总结，就发出来跟大家一起分享，一起讨论。

1、hashmap的数据结构
要知道hashmap是什么，首先要搞清楚它的数据结构，在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，hashmap也不例外。Hashmap实际上是一个数组和链表的结合体（在数据结构中，一般称之为“链表散列“），请看下图（横排表示数组，纵排表示数组元素【实际上是一个链表】）。



从图中我们可以看到一个hashmap就是一个数组结构，当新建一个hashmap的时候，就会初始化一个数组。我们来看看java代码：


Java代码 
1./** 
2.     * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two. 
3.     *  FIXME 这里需要注意这句话，至于原因后面会讲到 
4.     */ 
5.    transient Entry[] table; 
/**
     * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
     *  FIXME 这里需要注意这句话，至于原因后面会讲到
     */
    transient Entry[] table;

Java代码 
1.static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {  
2.        final K key;  
3.        V value;  
4.        final int hash;  
5.        Entry<K,V> next;  
6...........  
7.} 
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        final int hash;
        Entry<K,V> next;
..........
}


        上面的Entry就是数组中的元素，它持有一个指向下一个元素的引用，这就构成了链表。
         当我们往hashmap中put元素的时候，先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。如果这个元素所在的位子上已经存放有其他元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。从hashmap中get元素时，首先计算key的hashcode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。从这里我们可以想象得到，如果每个位置上的链表只有一个元素，那么hashmap的get效率将是最高的，但是理想总是美好的，现实总是有困难需要我们去克服，哈哈~

2、hash算法
我们可以看到在hashmap中要找到某个元素，需要根据key的hash值来求得对应数组中的位置。如何计算这个位置就是hash算法。前面说过hashmap的数据结构是数组和链表的结合，所以我们当然希望这个hashmap里面的元素位置尽量的分布均匀些，尽量使得每个位置上的元素数量只有一个，那么当我们用hash算法求得这个位置的时候，马上就可以知道对应位置的元素就是我们要的，而不用再去遍历链表。

所以我们首先想到的就是把hashcode对数组长度取模运算，这样一来，元素的分布相对来说是比较均匀的。但是，“模”运算的消耗还是比较大的，能不能找一种更快速，消耗更小的方式那？java中时这样做的，


Java代码 
1.static int indexFor(int h, int length) {  
2.       return h & (length-1);  
3.   } 
static int indexFor(int h, int length) {
        return h & (length-1);
    }

首先算得key得hashcode值，然后跟数组的长度-1做一次“与”运算（&）。看上去很简单，其实比较有玄机。比如数组的长度是2的4次方，那么hashcode就会和2的4次方-1做“与”运算。很多人都有这个疑问，为什么hashmap的数组初始化大小都是2的次方大小时，hashmap的效率最高，我以2的4次方举例，来解释一下为什么数组大小为2的幂时hashmap访问的性能最高。

         看下图，左边两组是数组长度为16（2的4次方），右边两组是数组长度为15。两组的hashcode均为8和9，但是很明显，当它们和1110“与”的时候，产生了相同的结果，也就是说它们会定位到数组中的同一个位置上去，这就产生了碰撞，8和9会被放到同一个链表上，那么查询的时候就需要遍历这个链表，得到8或者9，这样就降低了查询的效率。同时，我们也可以发现，当数组长度为15的时候，hashcode的值会与14（1110）进行“与”，那么最后一位永远是0，而0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101这几个位置永远都不能存放元素了，空间浪费相当大，更糟的是这种情况中，数组可以使用的位置比数组长度小了很多，这意味着进一步增加了碰撞的几率，减慢了查询的效率！




          所以说，当数组长度为2的n次幂的时候，不同的key算得得index相同的几率较小，那么数据在数组上分布就比较均匀，也就是说碰撞的几率小，相对的，查询的时候就不用遍历某个位置上的链表，这样查询效率也就较高了。
          说到这里，我们再回头看一下hashmap中默认的数组大小是多少，查看源代码可以得知是16，为什么是16，而不是15，也不是20呢，看到上面annegu的解释之后我们就清楚了吧，显然是因为16是2的整数次幂的原因，在小数据量的情况下16比15和20更能减少key之间的碰撞，而加快查询的效率。

所以，在存储大容量数据的时候，最好预先指定hashmap的size为2的整数次幂次方。就算不指定的话，也会以大于且最接近指定值大小的2次幂来初始化的，代码如下(HashMap的构造方法中)：

Java代码 
1.// Find a power of 2 >= initialCapacity  
2.        int capacity = 1;  
3.        while (capacity < initialCapacity)   
4.            capacity <<= 1; 
// Find a power of 2 >= initialCapacity
        int capacity = 1;
        while (capacity < initialCapacity)
            capacity <<= 1;



3、hashmap的resize

       当hashmap中的元素越来越多的时候，碰撞的几率也就越来越高（因为数组的长度是固定的），所以为了提高查询的效率，就要对hashmap的数组进行扩容，数组扩容这个操作也会出现在ArrayList中，所以这是一个通用的操作，很多人对它的性能表示过怀疑，不过想想我们的“均摊”原理，就释然了，而在hashmap数组扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置，并放进去，这就是resize。

         那么hashmap什么时候进行扩容呢？当hashmap中的元素个数超过数组大小*loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值为0.75，也就是说，默认情况下，数组大小为16，那么当hashmap中元素个数超过16*0.75=12的时候，就把数组的大小扩展为2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知hashmap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高hashmap的性能。比如说，我们有1000个元素new HashMap(1000), 但是理论上来讲new HashMap(1024)更合适，不过上面annegu已经说过，即使是1000，hashmap也自动会将其设置为1024。 但是new HashMap(1024)还不是更合适的，因为0.75*1000 < 1000, 也就是说为了让0.75 * size > 1000, 我们必须这样new HashMap(2048)才最合适，既考虑了&的问题，也避免了resize的问题。


4、key的hashcode与equals方法改写
在第一部分hashmap的数据结构中，annegu就写了get方法的过程：首先计算key的hashcode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。所以，hashcode与equals方法对于找到对应元素是两个关键方法。

Hashmap的key可以是任何类型的对象，例如User这种对象，为了保证两个具有相同属性的user的hashcode相同，我们就需要改写hashcode方法，比方把hashcode值的计算与User对象的id关联起来，那么只要user对象拥有相同id，那么他们的hashcode也能保持一致了，这样就可以找到在hashmap数组中的位置了。如果这个位置上有多个元素，还需要用key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素，所以只改写了hashcode方法是不够的，equals方法也是需要改写滴~当然啦，按正常思维逻辑，equals方法一般都会根据实际的业务内容来定义，例如根据user对象的id来判断两个user是否相等。
在改写equals方法的时候，需要满足以下三点：
(1) 自反性：就是说a.equals(a)必须为true。
(2) 对称性：就是说a.equals(b)=true的话，b.equals(a)也必须为true。
(3) 传递性：就是说a.equals(b)=true，并且b.equals(c)=true的话，a.equals(c)也必须为true。
通过改写key对象的equals和hashcode方法，我们可以将任意的业务对象作为map的key(前提是你确实有这样的需要)。

总结：
        本文主要描述了HashMap的结构，和hashmap中hash函数的实现，以及该实现的特性，同时描述了hashmap中resize带来性能消耗的根本原因，以及将普通的域模型对象作为key的基本要求。尤其是hash函数的实现，可以说是整个HashMap的精髓所在，只有真正理解了这个hash函数，才可以说对HashMap有了一定的理解。

java.util.HashMap是很常见的类，前段时间公司系统由于对HashMap使用不当，导致cpu百分之百，在并发环境下使用HashMap 而没有做同步，可能会引起死循环，关于这一点，sun的官方网站上已有阐述，这并非是bug。

HashMap的数据结构
         HashMap主要是用数组来存储数据的，我们都知道它会对key进行哈希运算，哈系运算会有重复的哈希值，对于哈希值的冲突，HashMap采用链表来解决的。在HashMap里有这样的一句属性声明：
transient Entry[] table;
Entry就是HashMap存储数据所用的类，它拥有的属性如下
final K key;
V value;
final int hash;
Entry<K,V> next;
看到next了吗？next就是为了哈希冲突而存在的。比如通过哈希运算，一个新元素应该在数组的第10个位置，但是第10个位置已经有Entry，那么好吧，将新加的元素也放到第10个位置，将第10个位置的原有Entry赋值给当前新加的 Entry的next属性。数组存储的是链表，链表是为了解决哈希冲突的，这一点要注意。


几个关键的属性
存储数据的数组
transient Entry[] table; 这个上面已经讲到了
默认容量
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
默认加载因子，加载因子是一个比例，当HashMap的数据大小>=容量*加载因子时，HashMap会将容量扩容
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
当实际数据大小超过threshold时，HashMap会将容量扩容，threshold＝容量*加载因子
int threshold;
加载因子
final float loadFactor;


HashMap的初始过程
构造函数1


Java代码 
1.public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {  
2.    if (initialCapacity < 0)  
3.        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +  
4.                                           initialCapacity);  
5.    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)  
6.        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;  
7.    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))  
8.        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +  
9.                                           loadFactor);  
10. 
11.    // Find a power of 2 >= initialCapacity  
12.    int capacity = 1;  
13.    while (capacity < initialCapacity)  
14.        capacity <<= 1;  
15. 
16.    this.loadFactor = loadFactor;  
17.    threshold = (int)(capacity * loadFactor);  
18.    table = new Entry[capacity];  
19.    init();  
20.} 
    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);

        // Find a power of 2 >= initialCapacity
        int capacity = 1;
        while (capacity < initialCapacity)
            capacity <<= 1;
 
        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = (int)(capacity * loadFactor);
        table = new Entry[capacity];
        init();
    } 


重点注意这里



Java代码 
1.while (capacity < initialCapacity)  
2.            capacity <<= 1; 
while (capacity < initialCapacity)
            capacity <<= 1; 

capacity才是初始容量，而不是initialCapacity，这个要特别注意，如果执行new HashMap(9,0.75)；那么HashMap的初始容量是16，而不是9，想想为什么吧。

构造函数2



Java代码 
1.public HashMap(int initialCapacity) {  
2.        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);  
3.    } 
public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    } 

构造函数3，全部都是默认值



Java代码 
1.public HashMap() {  
2.     this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;  
3.     threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);  
4.     table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];  
5.     init();  
6. } 
   public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
        init();
    } 

构造函数4



Java代码 
1.public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {  
2.      this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,  
3.                    DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);  
4.      putAllForCreate(m);  
5.  } 
  public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        putAllForCreate(m);
    } 


如何哈希
        HashMap并不是直接将对象的hashcode作为哈希值的，而是要把key的hashcode作一些运算以得到最终的哈希值，并且得到的哈希值也不是在数组中的位置哦，无论是get还是put还是别的方法，计算哈希值都是这一句：
int hash = hash(key.hashCode());
hash函数如下：


Java代码 
1.static int hash(int h) {  
2.  return useNewHash ? newHash(h) : oldHash(h);  
3.  } 
  static int hash(int h) {
    return useNewHash ? newHash(h) : oldHash(h);
    } 

useNewHash声明如下：
 


Java代码 
1.private static final boolean useNewHash;  
2.   static { useNewHash = false; } 
private static final boolean useNewHash;
    static { useNewHash = false; } 
这说明useNewHash其实一直为false且不可改变的，hash函数里对 useNewHash的判断真是多余的。


Java代码 
1.private static int oldHash(int h) {  
2.    h += ~(h << 9);  
3.    h ^=  (h >>> 14);  
4.    h +=  (h << 4);  
5.    h ^=  (h >>> 10);  
6.    return h;  
7.}  
8. 
9.private static int newHash(int h) {  
10.    // This function ensures that hashCodes that differ only by  
11.    // constant multiples at each bit position have a bounded  
12.    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).  
13.    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);  
14.    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);  
15.} 
    private static int oldHash(int h) {
        h += ~(h << 9);
        h ^=  (h >>> 14);
        h +=  (h << 4);
        h ^=  (h >>> 10);
        return h;
    }

    private static int newHash(int h) {
        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    } 


其实HashMap的哈希函数会一直都是oldHash。


如果确定数据的位置
看下面两行
 


Java代码 
1.int hash = hash(k.hashCode());  
2.  int i = indexFor(hash, table.length); 
    int hash = hash(k.hashCode());
      int i = indexFor(hash, table.length); 
第一行，上面讲过了，是得到哈希值，第二行，则是根据哈希指计算元素在数组中的位置了，位置的计算是将哈希值和数组长度按位与运算。


Java代码 
1.static int indexFor(int h, int length) {  
2.     return h & (length-1);  
3. } 
   static int indexFor(int h, int length) {
        return h & (length-1);
    } 



“h & (length-1)”其实这里是很有讲究的，为什么是和(length-1)进行按位与运算呢？这样做是为了提高HashMap的效率。什么？这样能提高效率？且听我细细道来。

首先我们要确定一下，HashMap的数组长度永远都是偶数，即使你在初始化的时候是这样的new HashMap(15,0.75);因为在构造函数内部，上面也讲过，有这样的一段代码：

Java代码 
1.while (capacity < initialCapacity)  
2.            capacity <<= 1; 
while (capacity < initialCapacity)
            capacity <<= 1; 



所以length-1一定是个奇数，假设现在长度为16，减去1后就是15，对应的二进制是：1111。

假设有两个元素，一个哈希值是8，二进制是1000，一个哈希值是9，二进制是1001。和1111与运算后，分别还是1000和1001，它们被分配在了数组的不同位置，这样，哈希的分布非常均匀。

那么，如果数组长度是奇数，减去1后就是偶数了，偶数对应的二进制最低位一定是0了，例如14二进制1110。对上面两个数子分别与运算，得到1000和1000。看到了吗？都是一样的值，哈希值8和9的元素多被存储在数组同一个位置的链表中。在操作的时候，链表中的元素越多，效率越低，因为要不停的对链表循环比较。所以，一定要哈希均匀分布，尽量减少哈希冲突，减少了哈希冲突，就减少了链表循环，就提高了效率。








put方法到底作了什么？


Java代码 
1.public V put(K key, V value) {  
2. if (key == null)  
3.     return putForNullKey(value);  
4.     int hash = hash(key.hashCode());  
5.     int i = indexFor(hash, table.length);  
6.     for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
7.         Object k;  
8.         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
9.             V oldValue = e.value;  
10.             e.value = value;  
11.             e.recordAccess(this);  
12.             return oldValue;  
13.         }  
14.     }  
15. 
16.     modCount++;  
17.     addEntry(hash, key, value, i);  
18.     return null;  
19. } 
   public V put(K key, V value) {
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key.hashCode());
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    } 

如果key为NULL，则是单独处理的，看看putForNullKey方法：
 


Java代码 
1.private V putForNullKey(V value) {  
2.      int hash = hash(NULL_KEY.hashCode());  
3.      int i = indexFor(hash, table.length);  
4. 
5.      for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
6.          if (e.key == NULL_KEY) {  
7.              V oldValue = e.value;  
8.              e.value = value;  
9.              e.recordAccess(this);  
10.              return oldValue;  
11.          }  
12.      }  
13. 
14.      modCount++;  
15.      addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i);  
16.      return null;  
17.  } 
  private V putForNullKey(V value) {
        int hash = hash(NULL_KEY.hashCode());
        int i = indexFor(hash, table.length);

        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == NULL_KEY) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i);
        return null;
    } 
NULL_KEY的声明：static final Object NULL_KEY = new Object();
这一段代码是处理哈希冲突的，就是说，在数组某个位置的对象可能并不是唯一的，它是一个链表结构，根据哈希值找到链表后，还要对链表遍历，找出key相等的对象，替换它，并且返回旧的值。
  


Java代码 
1.for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
2.         if (e.key == NULL_KEY) {  
3.             V oldValue = e.value;  
4.             e.value = value;  
5.             e.recordAccess(this);  
6.             return oldValue;  
7.         }  
8.     } 
   for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            if (e.key == NULL_KEY) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        } 
如果遍历完了该位置的链表都没有找到有key相等的，那么将当前对象增加到链表里面去



Java代码 
1.modCount++;  
2.addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i);  
3.return null; 
  modCount++;
  addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i);
  return null; 
且看看addEntry方法



Java代码 
1.void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
2.Entry<K,V> e = table[bucketIndex];  
3.    table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);  
4.    if (size++ >= threshold)  
5.        resize(2 * table.length);  
6.} 
    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
        if (size++ >= threshold)
            resize(2 * table.length);
    } 
table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);新建一个Entry对象，并放在当前位置的Entry链表的头部，看看下面的 Entry构造函数就知道了，注意红色部分。


Java代码 
1.Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {  
2.       value = v;  
3.       next = n;  
4.       key = k;  
5.       hash = h;  
6.   } 
     Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }
 

如何扩容？
        当put一个元素时，如果达到了容量限制，HashMap就会扩容，新的容量永远是原来的2倍。
上面的put方法里有这样的一段：



Java代码 
1.if (size++ >= threshold)  
2.            resize(2 * table.length); 
if (size++ >= threshold)
            resize(2 * table.length); 
这是扩容判断，要注意，并不是数据尺寸达到HashMap的最大容量时才扩容，而是达到 threshold指定的值时就开始扩容， threshold＝最大容量＊加载因子。 看看resize方法
 


Java代码 
1.void resize(int newCapacity) {  
2.      Entry[] oldTable = table;  
3.      int oldCapacity = oldTable.length;  
4.      if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  
5.          threshold = Integer.MAX_VALUE;  
6.          return;  
7.      }  
8. 
9.      Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];  
10.      transfer(newTable);  
11.      table = newTable;  
12.      threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);  
13.  } 
  void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;
        int oldCapacity = oldTable.length;
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }

        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        transfer(newTable);
        table = newTable;
        threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
    } 
重点看看红色部分的 transfer方法
 


Java代码 
1.void transfer(Entry[] newTable) {  
2.      Entry[] src = table;  
3.      int newCapacity = newTable.length;  
4.      for (int j = 0; j < src.length; j++) {  
5.          Entry<K,V> e = src[j];  
6.          if (e != null) {  
7.              src[j] = null;  
8.              do {  
9.                  Entry<K,V> next = e.next;  
10.                  int i = indexFor(e.hash, newCapacity);  
11.                  e.next = newTable[i];  
12.                  newTable[i] = e;  
13.                  e = next;  
14.              } while (e != null);  
15.          }  
16.      }  
17.  } 
  void transfer(Entry[] newTable) {
        Entry[] src = table;
        int newCapacity = newTable.length;
        for (int j = 0; j < src.length; j++) {
            Entry<K,V> e = src[j];
            if (e != null) {
                src[j] = null;
                do {
                    Entry<K,V> next = e.next;
                    int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                    e.next = newTable[i];
                    newTable[i] = e;
                    e = next;
                } while (e != null);
            }
        }
    } 
tranfer方法将所有的元素重新哈希，因为新的容量变大，所以每个元素的哈希值和位置都是不一样的。




如何寻找元素

       通过上面代码的分析，应该可以很清楚的看到，HashMap的元素查找大致分为三步：

根据key的hasocde()得到哈希值

根据哈希值确定元素在数组中的位置

找到指定位置的链表，循环比较，先“＝＝”比较，如果不等，再“equals”比较，如果有一个比较相等，就说明找到元素了。

所以说到这里，我想大家也明白了，为什么要把一个对象放进HashMap的时候，最好是重写hashcode()方法和equals 方法呢？根据前面的分析，hashcode()可以确定元素在数组中的位置，而equals方法在链表的比较时要用到。




正确的使用HashMap
1：不要在并发场景中使用HashMap
           HashMap是线程不安全的，如果被多个线程共享的操作，将会引发不可预知的问题，据sun的说法，在扩容时，会引起链表的闭环，在get元素时，就会无限循环，后果是cpu100%。
看看get方法的红色部分



Java代码 
1.public V get(Object key) {  
2.    if (key == null)  
3.        return getForNullKey();  
4.        int hash = hash(key.hashCode());  
5.        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];  
6.             e != null;  
7.             e = e.next) {  
8.            Object k;  
9.            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))  
10.                return e.value;  
11.        }  
12.        return null;  
13.    } 
public V get(Object key) {
    if (key == null)
        return getForNullKey();
        int hash = hash(key.hashCode());
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;
        }
        return null;
    } 

2：如果数据大小是固定的，那么最好给HashMap设定一个合理的容量值
        根据上面的分析，HashMap的初始默认容量是16，默认加载因子是0.75，也就是说，如果采用HashMap的默认构造函数，当增加数据时，数据实际容量超过10*0.75=12时，HashMap就扩容，扩容带来一系列的运算，新建一个是原来容量2倍的数组，对原有元素全部重新哈希，如果你的数据有几千几万个，而用默认的HashMap构造函数，那结果是非常悲剧的，因为HashMap不断扩容，不断哈希，在使用HashMap的场景里，不会是多个线程共享一个HashMap,除非对HashMap包装并同步，由此产生的内存开销和cpu开销在某些情况下可能是致命的。