面試再問 HashMap，求你把這篇文章發給他！
來源：sf.gg/a/1190000022184751
HashMap 是面試中經常問到的一個知識點，也是判斷一個候選人基礎是否紮實的標準之一，因爲通過 HashMap 可以引出很多知識點，比如數據結構 (數組、鏈表、紅黑樹)、equals 和 hashcode 方法，除此之外還可以引出線程安全的問題，HashMap 是我在初學階段學到的設計的最爲巧妙的集合，裏面有很多細節以及優化技巧都值得我們深入學習，本文將會涉及到以下問題
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默認大小、負載因子以及擴容倍數
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底層數據結構
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如何處理 hash 衝突
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如何計算 key 的 hash 值
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數組長度爲什麼是 2 的冪次方
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查找、插入、擴容過程
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fail-fast 機制
如果上面的都能回答出來的話那麼這篇文章可能不太適合你，話不多說進入正文。注意：本文源碼都是以 JDK1.8 版本講解
數據結構
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在 JDK1.8 中，HashMap 是由
數組+鏈表+紅黑樹構成 (1.7 版本是數組 + 鏈表) -
當一個值中要存儲到 HashMap 中的時候會根據 Key 的值來計算出他的 hash，通過 hash 值來確認存放到數組中的位置，如果發生 hash 衝突就以鏈表的形式存儲，當鏈表過長的話，HashMap 會把這個鏈表轉換成紅黑樹來存儲，如圖所示：
在看源碼之前我們需要先看看一些基本屬性
//默認初始容量爲16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
//默認負載因子爲0.75
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//Hash數組(在resize()中初始化)
transient Node<K,V>[] table;
//元素個數
transient int size;
//容量閾值(元素個數大於等於該值時會自動擴容)
int threshold;table 數組裏面存放的是 Node 對象，Node 是 HashMap 的一個內部類，用來表示一個 key-value，源碼如下：
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);//^表示相同返回0，不同返回1
//Objects.hashCode(o)————>return o != null ? o.hashCode() : 0;
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
//Objects.equals(1,b)————> return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
if (Objects.equals(key, e.getKey()) && Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}總結
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默認初始容量爲
16，默認負載因子爲0.75 -
threshold = 數組長度 * loadFactor，當元素個數大於等於threshold(容量閾值)時，HashMap 會進行擴容操作 -
table 數組中存放指向鏈表的引用
這裏需要注意的一點是 table 數組並不是在構造方法裏面初始化的，它是在 resize(擴容) 方法裏進行初始化的。
這裏說句題外話：可能有刁鑽的面試官會問**爲什麼默認初始容量要設置爲 16？爲什麼負載因子要設置爲 0.75？**我們都知道 HashMap 數組長度被設計成 2 的冪次方 (下面會講)，那爲什麼初始容量不設計成 4、8 或者 32.... 其實這是 JDK 設計者經過權衡之後得出的一個比較合理的數字，，如果默認容量是 8 的話，當添加到第 6 個元素的時候就會觸發擴容操作，擴容操作是非常消耗 CPU 的，32 的話如果只添加少量元素則會浪費內存，因此設計成 16 是比較合適的，負載因子也是同理。
table 數組長度永遠爲 2 的冪次方
總所周知，HashMap 數組長度永遠爲 2 的冪次方 (指的是 table 數組的大小)，那你有想過爲什麼嗎？
首先我們需要知道 HashMap 是通過一個名爲tableSizeFor的方法來確保 HashMap 數組長度永遠爲 2 的冪次方的，源碼如下：
/*找到大於或等於 cap 的最小2的冪，用來做容量閾值*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}tableSizeFor 的功能（不考慮大於最大容量的情況）是返回大於等於輸入參數且最近的 2 的整數次冪的數。比如 10，則返回 16。
該算法讓最高位的 1 後面的位全變爲 1。最後再讓結果 n+1，即得到了 2 的整數次冪的值了。
讓cap-1再賦值給 n 的目的是另找到的目標值大於或等於原值。例如二進制 1000，十進制數值爲 8。如果不對它減 1 而直接操作，將得到答案 10000，即 16。顯然不是結果。減 1 後二進制爲 111，再進行操作則會得到原來的數值 1000，即 8。通過一系列位運算大大提高效率。
“
那在什麼地方會用到
tableSizeFor方法呢？
答案就是在構造方法裏面調用該方法來設置 threshold，也就是容量閾值。
“
這裏你可能又會有一個疑問：爲什麼要設置爲 threshold 呢？
因爲在擴容方法裏第一次初始化 table 數組時會將 threshold 設置數組的長度，後續在講擴容方法時再介紹。
/*傳入初始容量和負載因子*/
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);
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}那麼爲什麼要把數組長度設計爲 2 的冪次方呢？
我個人覺得這樣設計有以下幾個好處：
“
1、當數組長度爲 2 的冪次方時，可以使用位運算來計算元素在數組中的下標
HashMap 是通過index=hash&(table.length-1)這條公式來計算元素在 table 數組中存放的下標，就是把元素的 hash 值和數組長度減 1 的值做一個與運算，即可求出該元素在數組中的下標，這條公式其實等價於hash%length，也就是對數組長度求模取餘，只不過只有當數組長度爲 2 的冪次方時，hash&(length-1) 纔等價於 hash%length，使用位運算可以提高效率。
“
2、 增加 hash 值的隨機性，減少 hash 衝突
如果 length 爲 2 的冪次方，則 length-1 轉化爲二進制必定是 11111…… 的形式，這樣的話可以使所有位置都能和元素 hash 值做與運算，如果是如果 length 不是 2 的次冪，比如 length 爲 15，則 length-1 爲 14，對應的二進制爲 1110，在和 hash 做與運算時，最後一位永遠都爲 0 ，浪費空間。
擴容
HashMap 每次擴容都是建立一個新的 table 數組，長度和容量閾值都變爲原來的兩倍，然後把原數組元素重新映射到新數組上，具體步驟如下：
-
首先會判斷 table 數組長度，如果大於 0 說明已被初始化過，那麼
按當前table數組長度的2倍進行擴容，閾值也變爲原來的2倍 -
若 table 數組未被初始化過，且 threshold(閾值) 大於 0 說明調用了
HashMap(initialCapacity, loadFactor)構造方法，那麼就把數組大小設爲 threshold -
若 table 數組未被初始化，且 threshold 爲 0 說明調用
HashMap()構造方法，那麼就把數組大小設爲16，threshold 設爲16*0.75 -
接着需要判斷如果不是第一次初始化，那麼擴容之後，要重新計算鍵值對的位置，並把它們移動到合適的位置上去，如果節點是紅黑樹類型的話則需要進行紅黑樹的拆分。
這裏有一個需要注意的點就是在 JDK1.8 HashMap 擴容階段重新映射元素時不需要像 1.7 版本那樣重新去一個個計算元素的 hash 值，而是通過hash & oldCap的值來判斷，若爲 0 則索引位置不變，不爲 0 則新索引 = 原索引 + 舊數組長度，爲什麼呢？具體原因如下：
“
因爲我們使用的是 2 次冪的擴展 (指長度擴爲原來 2 倍)，所以，元素的位置要麼是在原位置，要麼是在原位置再移動 2 次冪的位置。因此，我們在擴充 HashMap 的時候，不需要像 JDK1.7 的實現那樣重新計算 hash，只需要看看原來的 hash 值新增的那個 bit 是 1 還是 0 就好了，是 0 的話索引沒變，是 1 的話索引變成 “原索引 + oldCap
這點其實也可以看做長度爲 2 的冪次方的一個好處，也是 HashMap 1.7 和 1.8 之間的一個區別，具體源碼如下：
/*擴容*/
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
//1、若oldCap>0 說明hash數組table已被初始化
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}//按當前table數組長度的2倍進行擴容，閾值也變爲原來的2倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1;
}//2、若數組未被初始化，而threshold>0說明調用了HashMap(initialCapacity)和HashMap(initialCapacity, loadFactor)構造器
else if (oldThr > 0)
newCap = oldThr;//新容量設爲數組閾值
else { //3、若table數組未被初始化，且threshold爲0說明調用HashMap()構造方法
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//默認爲16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);//16*0.75
}
//若計算過程中，閾值溢出歸零，則按閾值公式重新計算
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
//創建新的hash數組，hash數組的初始化也是在這裏完成的
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
//如果舊的hash數組不爲空，則遍歷舊數組並映射到新的hash數組
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;//GC
if (e.next == null)//如果只鏈接一個節點，重新計算並放入新數組
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
//若是紅黑樹，則需要進行拆分
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else {
//rehash————>重新映射到新數組
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
/*注意這裏使用的是：e.hash & oldCap，若爲0則索引位置不變，不爲0則新索引=原索引+舊數組長度*/
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}在擴容方法裏面還涉及到有關紅黑樹的幾個知識點：
鏈表樹化
指的就是把鏈表轉換成紅黑樹，樹化需要滿足以下兩個條件：
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鏈表長度大於等於 8
-
table 數組長度大於等於 64
爲什麼 table 數組容量大於等於 64 才樹化？
因爲當 table 數組容量比較小時，鍵值對節點 hash 的碰撞率可能會比較高，進而導致鏈表長度較長。這個時候應該優先擴容，而不是立馬樹化。
紅黑樹拆分
拆分就是指擴容後對元素重新映射時，紅黑樹可能會被拆分成兩條鏈表。
由於篇幅有限，有關紅黑樹這裏就不展開了。
查找
在看源碼之前先來簡單梳理一下查找流程：
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首先通過自定義的 hash 方法計算出 key 的 hash 值，求出在數組中的位置
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判斷該位置上是否有節點，若沒有則返回 null，代表查詢不到指定的元素
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若有則判斷該節點是不是要查找的元素，若是則返回該節點
-
若不是則判斷節點的類型，如果是紅黑樹的話，則調用紅黑樹的方法去查找元素
-
如果是鏈表類型，則遍歷鏈表調用 equals 方法去查找元素
HashMap 的查找是非常快的，要查找一個元素首先得知道 key 的 hash 值，在 HashMap 中並不是直接通過 key 的 hashcode 方法獲取哈希值，而是通過內部自定義的hash方法計算哈希值，我們來看看其實現：
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) 是爲了讓高位數據與低位數據進行異或，變相的讓高位數據參與到計算中，int 有 32 位，右移 16 位就能讓低 16 位和高 16 位進行異或，也是爲了增加 hash 值的隨機性。
知道如何計算 hash 值後我們來看看get方法
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;//hash(key)不等於key.hashCode
}
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; //指向hash數組
Node<K,V> first, e; //first指向hash數組鏈接的第一個節點，e指向下一個節點
int n;//hash數組長度
K k;
/*(n - 1) & hash ————>根據hash值計算出在數組中的索引index（相當於對數組長度取模，這裏用位運算進行了優化）*/
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
//基本類型用==比較，其它用equals比較
if (first.hash == hash && ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
//如果first是TreeNode類型，則調用紅黑樹查找方法
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {//向後遍歷
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}這裏要注意的一點就是在 HashMap 中用 (n - 1) & hash 計算 key 所對應的索引 index（相當於對數組長度取模，這裏用位運算進行了優化），這點在上面已經說過了，就不再廢話了。
插入
我們先來看看插入元素的步驟：
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當 table 數組爲空時，通過擴容的方式初始化 table
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通過計算鍵的 hash 值求出下標後，若該位置上沒有元素 (沒有發生 hash 衝突)，則新建 Node 節點插入
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若發生了 hash 衝突，遍歷鏈表查找要插入的 key 是否已經存在，存在的話根據條件判斷是否用新值替換舊值
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如果不存在，則將元素插入鏈表尾部，並根據鏈表長度決定是否將鏈表轉爲紅黑樹
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判斷鍵值對數量是否大於等於閾值，如果是的話則進行擴容操作
先看完上面的流程，再來看源碼會簡單很多，源碼如下：
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
Node<K,V>[] tab;//指向hash數組
Node<K,V> p;//初始化爲table中第一個節點
int n, i;//n爲數組長度，i爲索引
//tab被延遲到插入新數據時再進行初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//如果數組中不包含Node引用，則新建Node節點存入數組中即可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//new Node<>(hash, key, value, next)
else {
Node<K,V> e; //如果要插入的key-value已存在，用e指向該節點
K k;
//如果第一個節點就是要插入的key-value，則讓e指向第一個節點（p在這裏指向第一個節點）
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//如果p是TreeNode類型，則調用紅黑樹的插入操作（注意：TreeNode是Node的子類）
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//對鏈表進行遍歷，並用binCount統計鏈表長度
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//如果鏈表中不包含要插入的key-value，則將其插入到鏈表尾部
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//如果鏈表長度大於或等於樹化閾值，則進行樹化操作
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//如果要插入的key-value已存在則終止遍歷，否則向後遍歷
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//如果e不爲null說明要插入的key-value已存在
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
//根據傳入的onlyIfAbsent判斷是否要更新舊值
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//鍵值對數量大於等於閾值時，則進行擴容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);//也是空函數？回調？不知道幹嘛的
return null;
}從源碼也可以看出 table 數組是在第一次調用 put 方法後才進行初始化的。這裏還有一個知識點就是在 JDK1.8 版本 HashMap 是在鏈表尾部插入元素的，而在 1.7 版本里是插入鏈表頭部的，1.7 版本這麼設計的原因可能是作者認爲新插入的元素使用到的頻率會比較高，插入頭部的話可以減少遍歷次數。
那爲什麼 1.8 改成尾插法了呢？主要是因爲頭插法在多線程環境下可能會導致兩個節點互相引用，形成死循環，由於此文主要講解 1.8 版本，感興趣的小夥伴可以去看看 1.7 版本的源碼。
刪除
HashMap 的刪除操作並不複雜，僅需三個步驟即可完成。
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定位桶位置
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遍歷鏈表找到相等的節點
-
第三步刪除節點
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? null : e.value;
}
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab;
Node<K,V> p;
int n, index;
//1、定位元素桶位置
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e;
K k;
V v;
// 如果鍵的值與鏈表第一個節點相等，則將 node 指向該節點
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
else if ((e = p.next) != null) {
// 如果是 TreeNode 類型，調用紅黑樹的查找邏輯定位待刪除節點
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
// 2、遍歷鏈表，找到待刪除節點
do {
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
// 3、刪除節點，並修復鏈表或紅黑樹
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value || (value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}注意：刪除節點後可能破壞了紅黑樹的平衡性質，removeTreeNode 方法會對紅黑樹進行變色、旋轉等操作來保持紅黑樹的平衡結構，這部分比較複雜，感興趣的小夥伴可看下面這篇文章：紅黑樹詳解
遍歷
在工作中 HashMap 的遍歷操作也是非常常用的，也許有很多小夥伴喜歡用 for-each 來遍歷，但是你知道其中有哪些坑嗎？
看下面的例子，當我們在遍歷 HashMap 的時候，若使用 remove 方法刪除元素時會拋出 ConcurrentModificationException 異常
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("1", 1);
map.put("2", 2);
map.put("3", 3);
for (String s : map.keySet()) {
if (s.equals("2"))
map.remove("2");
}這就是常說的 fail-fast(快速失敗) 機制，這個就需要從一個變量說起
transient int modCount;在 HashMap 中有一個名爲 modCount 的變量，它用來表示集合被修改的次數，修改指的是插入元素或刪除元素，可以回去看看上面插入刪除的源碼，在最後都會對 modCount 進行自增。
當我們在遍歷 HashMap 時，每次遍歷下一個元素前都會對 modCount 進行判斷，若和原來的不一致說明集合結果被修改過了，然後就會拋出異常，這是 Java 集合的一個特性，我們這裏以 keySet 爲例，看看部分相關源碼：
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks = keySet;
if (ks == null) {
ks = new KeySet();
keySet = ks;
}
return ks;
}
final class KeySet extends AbstractSet<K> {
public final Iterator<K> iterator() { return new KeyIterator(); }
// 省略部分代碼
}
final class KeyIterator extends HashIterator implements Iterator<K> {
public final K next() { return nextNode().key; }
}
/*HashMap迭代器基類，子類有KeyIterator、ValueIterator等*/
abstract class HashIterator {
Node<K,V> next; //下一個節點
Node<K,V> current; //當前節點
int expectedModCount; //修改次數
int index; //當前索引
//無參構造
HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
Node<K,V>[] t = table;
current = next = null;
index = 0;
//找到第一個不爲空的桶的索引
if (t != null && size > 0) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
}
//是否有下一個節點
public final boolean hasNext() {
return next != null;
}
//返回下一個節點
final Node<K,V> nextNode() {
Node<K,V>[] t;
Node<K,V> e = next;
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();//fail-fast
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
//當前的鏈表遍歷完了就開始遍歷下一個鏈表
if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
}
return e;
}
//刪除元素
public final void remove() {
Node<K,V> p = current;
if (p == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
current = null;
K key = p.key;
removeNode(hash(key), key, null, false, false);//調用外部的removeNode
expectedModCount = modCount;
}
}相關代碼如下，可以看到若 modCount 被修改了則會拋出 ConcurrentModificationException 異常。
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();那麼如何在遍歷時刪除元素呢？
我們可以看看迭代器自帶的 remove 方法，其中最後兩行代碼如下：
removeNode(hash(key), key, null, false, false);//調用外部的removeNode
expectedModCount = modCount;意思就是會調用外部 remove 方法刪除元素後，把 modCount 賦值給 expectedModCount，這樣的話兩者一致就不會拋出異常了，所以我們應該這樣寫：
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("1", 1);
map.put("2", 2);
map.put("3", 3);
Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();
while (iterator.hasNext()){
if (iterator.next().equals("2"))
iterator.remove();
}這裏還有一個知識點就是在遍歷 HashMap 時，我們會發現遍歷的順序和插入的順序不一致，這是爲什麼？
在 HashIterator 源碼裏面可以看出，它是先從桶數組中找到包含鏈表節點引用的桶。然後對這個桶指向的鏈表進行遍歷。遍歷完成後，再繼續尋找下一個包含鏈表節點引用的桶，找到繼續遍歷。找不到，則結束遍歷。這就解釋了爲什麼遍歷和插入的順序不一致，不懂的同學請看下圖：
equasl 和 hashcode
我在面試中就被問到過 HashMap 的 key 有什麼限制嗎？相信很多人都知道 HashMap 的 key 需要重寫 equals 和 hashcode 方法。
爲什麼 HashMap 的 key 需要重寫 equals() 和 hashcode() 方法？
簡單看個例子，這裏以 Person 爲例：
public class Person {
Integer id;
String name;
public Person(Integer id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj == null) return false;
if (obj == this) return true;
if (obj instanceof Person) {
Person person = (Person) obj;
if (this.id == person.id)
return true;
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person(1, "aaa");
Person p2 = new Person(1, "bbb");
HashMap<Person, String> map = new HashMap<>();
map.put(p1, "這是p1");
System.out.println(map.get(p2));
}
}-
原生的 equals 方法是使用 == 來比較對象的
-
原生的 hashCode 值是根據內存地址換算出來的一個值
Person 類重寫 equals 方法來根據 id 判斷是否相等，當沒有重寫 hashcode 方法時，插入 p1 後便無法用 p2 取出元素，這是因爲 p1 和 p2 的哈希值不相等。
HashMap 插入元素時是根據元素的哈希值來確定存放在數組中的位置，因此 HashMap 的 key 需要重寫 equals 和 hashcode 方法。
總結
本文描述了 HashMap 的實現原理，並結合源碼做了進一步的分析，其實還有很多相關的知識點沒有講到，比如 HashMap 的線程安全問題、1.7 和 1.8 版本之間的區別.... 後續如果有時間的話會繼續寫文章和大家交流交流，另外博主也針對 ConcurrentHashMap 寫了一篇文章，想了解的同學可以去看看一文看懂 ConcurrentHashMap，希望本篇文章能幫助到大家，同時也歡迎討論指正，謝謝支持！
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