Java - HashMap

Map定义

Map is called key-value collection, each map element contains key and value.

Map格式

Map Format: { key1=value1, key2=value2, k3=value3, ... }

key is unique. Repeat assign value for the same key, the following value will override the previous value.

map.put("name", "bill");
map.put("name", "jack");

key named name will have value as jack.

HashMap vs HashTable

执行效率

JDK 1.5 推出CurrentHashMap。CurrentHashMap将HashMap分片（默认为16片），对每一片加锁（即分段锁），通过key.hashCode判断对哪一片加锁。

效率：HashMap > CurrentHashMap （分段锁） > HashTable （整个加锁）

HashMap数据结构

• < JDK 1.8，Table数组 + Entry链表
• ≥ JDK 1.8，Table数组 + Entry链表/红黑树

a. 数组+链表：输入元素时首先根据key的hashcode计算hash值，根据hash值得到元素在数组中的位置。如果该位置有值，则该位置以链表的形式存放，新加入的元素放在链尾。如果该位置为空，就当新元素放在此位置。

b. 红黑树：链表中节点超过8个时，链表会转为红黑树来提高查询效率。复杂度从O(n) 变为O(logn)。

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HashMapDemo map = new HashMapDemo();
        map.put("刘一", "刘一");
        map.put("陈二", "陈二");
        map.put("张三", "张三");
        map.put("李四", "李四");
        map.put("王五", "王五");
        map.put("悟空", "悟空");
    }

    public static void put (String key, String value) {
      System.out.println(key + ":" + key.hashCode() + ":" +         Math.abs(key.hashCode()%15));
    }
}
/** 运行结果：//刘一、张三、悟空的hasdCode相同。因此，key值不同，hashCode可以相同。
 * 刘一:671464:4
 * 陈二:1212740:5
 * 张三:774889:4
 * 李四:842061:6
 * 王五:937065:0
 * 悟空:798139:4
 */

CurrentHashMap

CurrentHashMap默认分片为16片，即16个segment。每个Segment包含多个HashEntry列表数组。

一个Key需要经过3次hash映射，才能确定最终位置。

第一次Hash映射：h1=hash1(key)

第二次Hash映射：h2=hash2(h1高几位)，确定元素存放在哪个segment。

第三次Hash映射：h3=hash3(h1) 通过h3确定元素放在哪个HashEntry。

面试题

阐述put过程

第一步：寻找索引位置。计算方法：index = hashcode%数组长度。刘一/张三/悟空在hashmap中的索引值为4。

第二步：将节点依次插入单向链表。

为何使用数组+链表/红黑树

数组大小固定，对key值散列后得到下标。

下标相同即发生冲突(不同key值，索引相同)，采用链表对节点链式存放。

链表与红黑树的相互转换，方便于扩容/收缩。

单链表转为红黑树：单链表长度≥8

红黑树转为单链表：红黑树节点≤6

何为红黑树

红黑树是二叉树（树有序、查询效率高、O(logn))，单向链表查复杂度为O(n)，左右高度差≤1

HashMap如何扩容

实际长度 > lengh * loadFactor (默认：16 * 0.75)时，HashMap会扩容，长度为原来2倍。

基于时间/空间因素，默认负载因子为0.75。

Map转为JavaBean

hutool BeanUtil