HashMap数据存储的过程先根据key获得hash值，通过 hash & (n - 1)判断当前元素存放的位置（这里的 n 指的是数组的长度），如果当前位置存在元素的话，就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，如果相同的话，直接覆盖，不相同就通过拉链法解决冲突。
1.1.HashMap 扰动函数 与 下标获取
扰动函数
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
下标获取
static int indexFor(int h, int length){
return h & (length - 1);
}
Q1.为什么要用扰动函数？
扰动函数就是解决碰撞问题。
以初始长度16为例，16-1=15。2进制表示是00000000 00000000 00001111。和某散列值做“与”操作如上，结果就是截取了最低的四位值。这样就算散列值分布再松散，要是只取最后几位的话，碰撞也会很严重。如果散列本身做得不好，分布上成等差数列的漏洞，恰好使最后几个低位呈现规律性重复，则碰撞会更严重。
Q2.为什么要将key.hashCode()右移16位？
右移16位正好为32bit的一半，自己的高半区和低半区做异或，是为了混合原始哈希吗的高位和低位，来加大低位的随机性。而且混合后的低位掺杂了高位的部分特征，使高位的信息也被保留下来,减少了碰撞的几率。
Q3.为什么要使用与运算？
若直接使用key.hashCode()计算出hash值，则范围为：-2147483648到2147483648，大约40亿的映射空间。若映射得比较均匀，是很难出现碰撞的。但是这么大范围无法放入内存中，况且HashMap的 初始容量为16。所以必须要进行与运算取模。
1.2.HashMap数据结构
数组：
数组存储区间是连续的，占用内存严重，故空间复杂的很大。但数组的二分查找时间复杂度小，为O(1)；数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难。链表：
链表存储区间离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度很大，达O（N）。链表的特点是：寻址困难，插入和删除容易。哈希表
哈希表（(Hash table）既满足了数据的查找方便，同时不占用太多的内容空间，使用也十分方便。
哈希表有多种不同的实现方法，我接下来解释的是最常用的一种方法—— 拉链法。
从上图我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的。一个长度为16的数组中，每个元素存储的是一个链表的头结点。
元素是按照hash(key)%len，也就是元素的key的哈希值对数组长度取模后，存储到数组中。
HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。
一个线性的数组可以按键值对来存取数据，是因为HashMap里存在一个静态内部类 Entry，其重要的属性有key , value, next。从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean。我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组，这个数组就是 Entry[]，Map里面的内容都保存在Entry[]里面。
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
transient Entry[] table;
1.3.HashMap存取实现
存储:
//获取key的hash值
int hash = key.hashCode();
//获取元素存储的下标
int index = hash % Entry[].length;
//存值
Entry[index] = value;
PUT
public V put(K key, V value) {
//null总是放在数组的第一个链表中
if (key == null) return putForNullKey(value);
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
//遍历链表
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
//如果key在链表中已存在，则替换为新value
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;
}
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);//参数e, 是Entry.next
//如果size超过threshold，则扩充table大小。再散列
if (size++ >= threshold) resize(2 * table.length);
}
NULL KEY 存取
null key总是存放在Entry[]数组的第一个元素。
private V putForNullKey(V value) {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(0, null, value, 0);
return null;
}
private V getForNullKey() {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null)
return e.value;
}
return null;
}
取值:
int hash = key.hashCode();
int index = hash % Entry[].length;
return Entry[index];
GET
public V get(Object key) {
if (key == null) return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());
//先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表
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;
}
REHASH
当哈希表的容量超过默认容量时，必须调整table的大小。当容量已经达到最大可能值时，那么该方法就将容量调整到Integer.MAX_VALUE返回，这时，需要创建一张新表，将原表的映射到新表中。
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);
}
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;
//重新计算index
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
}
}
}
Q1.如果两个key通过hash%Entry[].length得到的index相同，会不会有覆盖的危险？
Entry类里面有一个next属性，作用是指向下一个Entry。
例如第一个键值对 A 进来，通过计算其key的hash得到的index=0，记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？
HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；
这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。
Q2 Entry[]的长度一定后，随着map里面数据的越来越长，这样同一个index的链就会很长，会不会影响性能？
HashMap里面设置一个因子，随着map的size越来越大，Entry[]会以一定的规则加长长度。resize(2 * table.length)
