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笔记采用md格式，内容十分详尽通俗易懂，笔记内容超过20万字。

如：

Map接口

Map接口及其多个实现类的对比

import org.junit.Test;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 一、Map的实现类的结构：
 *  |----Map:双列数据，存储key-value对的数据   ---类似于高中的函数：y = f(x)
 *         |----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value
 *              |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。
 *                      原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。
 *                      对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
 *         |----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
 *                      底层使用红黑树
 *         |----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
 *              |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
 *
 *
 *      HashMap的底层：数组+链表  （jdk7及之前）
 *                    数组+链表+红黑树 （jdk 8）
 *
 *  面试题：
 *  1. HashMap的底层实现原理？
 *  2. HashMap 和 Hashtable的异同？
 *  3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲）
 *
 */
public class MapTest {
    @Test
    public void test(){
        Map map = new HashMap();
//        map = new Hashtable();
        map.put(null,123);
    }
}
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Map中存储的key-value的特点

• Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value
• Map中的key和value都可以是任何引用类型的数据
• Map 中的key 用Set来存放，不允许重复，即同一个Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法
• 常用String类作为Map的“键”
• key和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key总能找到唯一的、确定的value
• Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。其中，HashMap是Map接口使用频率最高的实现类

 /**
   *  二、Map结构的理解：
   *    Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key  ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例）
   *    Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()
   *    一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
   *    Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry
   *
   */   
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Map实现类之一：HashMap

• HashMap是Map接口使用频率最高的实现类。
• 允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。
• 所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写：equals()和hashCode()
• 所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以，value所在的类要重写：equals()
• 一个key-value构成一个entry
• 所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
• HashMap判断两个key相等的标准是：两个key通过equals()方法返回true，hashCode值也相等。
• HashMap判断两个value相等的标准是：两个value 通过equals()方法返回true。

HashMap的底层实现原理

JDK 7及以前版本：HashMap是数组+链表结构(即为链地址法)

JDK 8版本发布以后：HashMap是数组+链表+红黑树实现。

HashMap源码中的重要常量

/*
 *      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
 *      DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
 *      threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
 *      TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
 *      MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64
*/
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HashMap在JDK7中的底层实现原理

• HashMap的内部存储结构其实是数组和链表的结合。当实例化一个HashMap时，系统会创建一个长度为Capacity的Entry数组，这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。
• 每个bucket中存储一个元素，即一个Entry对象，但每一个Entry对象可以带一个引用变量，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Entry链。而且新添加的元素作为链表的head。
• 添加元素的过程：
  • 向HashMap中添加entry1(key，value)，需要首先计算entry1中key的哈希值(根据key所在类的hashCode()计算得到)，此哈希值经过处理以后，得到在底层Entry[]数组中要存储的位置i。
  • 如果位置i上没有元素，则entry1直接添加成功。
  • 如果位置i上已经存在entry2(或还有链表存在的entry3，entry4)，则需要通过循环的方法，依次比较entry1中key的hash值和其他的entry的hash值。
  • 如果彼此hash值不同，则直接添加成功。
  • 如果hash值相同，继续比较二者是否equals。如果返回值为true，则使用entry1的value去替换equals为true的entry的value。
  • 如果遍历一遍以后，发现所有的equals返回都为false,则entry1仍可添加成功。entry1指向原有的entry元素。

/*
 * 三、HashMap的底层实现原理？以jdk7为例说明：
 *    HashMap map = new HashMap():
 *    在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
 *    ...可能已经执行过多次put...
 *    map.put(key1,value1):
 *    首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
 *    如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
 *    如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据
 *    的哈希值：
 *           如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
 *           如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
 *                如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
 *                如果equals()返回true:使用value1替换value2。
 *
 *   补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
 *
 *   在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。
 *
 */

/**
  * HashMap的扩容
  *     当HashMap中的元素越来越多的时候，hash冲突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，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(数组总大小length,
  *      不是数组中个数size)*loadFactor时，就 会 进 行 数 组 扩 容，
  *      loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。
  *      也就是说，默认情况下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，
  *      那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12（这个值就是代码中的threshold值，
  *      也叫做临界值）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。
  */
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HashMap在JDK8中的底层实现原理

• HashMap的内部存储结构其实是数组+链表+红黑树的结合。当实例化一个HashMap时，会初始化initialCapacity和loadFactor，在put第一对映射关系时，系统会创建一个长度为initialCapacity的Node数组，这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素

• 每个bucket中存储一个元素，即一个Node对象，但每一个Node对象可以带一个引用变量next，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Node链。也可能是一个一个TreeNode对象，每一个TreeNode对象可以有两个叶子结点left和right，因此，在一个桶中，就有可能生成一个TreeNode树。而新添加的元素作为链表的last，或树的叶子结点。

• 那么HashMap什么时候进行扩容和树形化呢？

  当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数size)*loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）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。

• 当HashMap中的其中一个链的对象个数如果达到了8个，此时如果capacity没有达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果已经达到了64，那么这个链会变成红黑树，结点类型由Node变成TreeNode类型。当然，如果当映射关系被移除后，下次resize方法时判断树的结点个数低于6个，也会把红黑树再转为链表。

• 关于映射关系的key是否可以修改？answer：不要修改

  映射关系存储到HashMap中会存储key的hash值，这样就不用在每次查找时重新计算每一个Entry或Node（TreeNode）的hash值了，因此如果已经put到Map中的映射关系，再修改key的属性，而这个属性又参与hashcode值的计算，那么会导致匹配不上。