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;
}