面试的时候经常会遇见诸如：“java中的HashMap是怎么工作的”，“HashMap的get和put内部的工作原理”这样的问题。本文将用一个简单的例子来解释下HashMap内部的工作原理。首先我们从一个例子开始，而不仅仅是从理论上，这样，有助于更好地理解，然后，我们来看下get和put到底是怎样工作的。
我们来看个非常简单的例子。有一个”国家”(Country)类，我们将要用Country对象作为key，它的首都的名字（String类型）作为value。下面的例子有助于我们理解key-value对在HashMap中是如何存储的。
1. Country.java
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243packageorg.arpit.javapostsforlearning;publicclassCountry {String name;longpopulation;publicCountry(String name, longpopulation) {super();this.name = name;this.population = population;}publicString getName() {returnname;}publicvoidsetName(String name) {this.name = name;}publiclonggetPopulation() {returnpopulation;}publicvoidsetPopulation(longpopulation) {this.population = population;}// If length of name in country object is even then return 31(any random number) and if odd then return 95(any random number).// This is not a good practice to generate hashcode as below method but I am doing so to give better and easy understanding of hashmap.@OverridepublicinthashCode() {if(this.name.length()%2==0)return31;elsereturn95;}@Overridepublicbooleanequals(Object obj) {Country other = (Country) obj;if(name.equalsIgnoreCase((other.name)))returntrue;returnfalse;}}
如果想了解更多关于Object对象的hashcode和equals方法的东西，可以参考：java中的hashcode()和equals()方法
2. HashMapStructure.java(main class)
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233importjava.util.HashMap;importjava.util.Iterator;publicclassHashMapStructure {/*** @author Arpit Mandliya*/publicstaticvoid main(String[] args) {Country india=newCountry("India",1000);Country japan=newCountry("Japan",10000);Country france=newCountry("France",2000);Country russia=newCountry("Russia",20000);HashMap<country,string> countryCapitalMap=newHashMap<country,string>();countryCapitalMap.put(india,"Delhi");countryCapitalMap.put(japan,"Tokyo");countryCapitalMap.put(france,"Paris");countryCapitalMap.put(russia,"Moscow");Iterator<country> countryCapitalIter=countryCapitalMap.keySet().iterator();//put debug point at this linewhile(countryCapitalIter.hasNext()){Country countryObj=countryCapitalIter.next();String capital=countryCapitalMap.get(countryObj);System.out.println(countryObj.getName()+"----"+capital);}}}
现在，在第23行设置一个断点，在项目上右击->调试运行(debug as)->java应用(java application)。程序会停在23行，然后在countryCapitalMap上右击，选择“查看”（watch）。将会看到如下的结构：
从上图可以观察到以下几点：
有一个叫做table大小是16的Entry数组。
这个table数组存储了Entry类的对象。HashMap类有一个叫做Entry的内部类。这个Entry类包含了key-value作为实例变量。我们来看下Entry类的结构。Entry类的结构：
staticclassEntry implementsMap.Entry{finalK key;V value;Entry next;finalinthash;...//More code goes here} `
每当往hashmap里面存放key-value对的时候，都会为它们实例化一个Entry对象，这个Entry对象就会存储在前面提到的Entry数组table中。现在你一定很想知道，上面创建的Entry对象将会存放在具体哪个位置（在table中的精确位置）。答案就是，根据key的hashcode()方法计算出来的hash值（来决定）。hash值用来计算key在Entry数组的索引。
现在，如果你看下上图中数组的索引10，它有一个叫做HashMap$Entry的Entry对象。
我们往hashmap放了4个key-value对，但是看上去好像只有2个元素！！！这是因为，如果两个元素有相同的hashcode，它们会被放在同一个索引上。问题出现了，该怎么放呢？原来它是以链表(LinkedList)的形式来存储的(逻辑上)。
上面的country对象的key-value的hash值是如何计算出来的。
`
<code>Japan的Hash值是95，它的长度是奇数。India的Hash值是95，它的长度是奇数。Russia的Hash值是31，它的长度是偶数。France，它的长度是偶数。</code>
`
下图会清晰的从概念上解释下链表。
所以，现在假如你已经很好地了解了hashmap的结构，让我们看下put和get方法。
Put :
让我们看下put方法的实现：
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233/*** Associates the specified value with the specified key in this map. If the* map previously contained a mapping for the key, the old value is* replaced.** @param key* key with which the specified value is to be associated* @param value* value to be associated with the specified key* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or <tt>null</tt>* if there was no mapping for <tt>key</tt>. (A <tt>null</tt> return* can also indicate that the map previously associated* <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)*/publicV put(K key, V value) {if(key == null)returnputForNullKey(value);inthash = hash(key.hashCode());inti = indexFor(hash, table.length);for(Entry<k , V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {Object k;if(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {V oldValue = e.value;e.value = value;e.recordAccess(this);returnoldValue;}}modCount++;addEntry(hash, key, value, i);returnnull;}
现在我们一步一步来看下上面的代码。
对key做null检查。如果key是null，会被存储到table[0]，因为null的hash值总是0。
key的hashcode()方法会被调用，然后计算hash值。hash值用来找到存储Entry对象的数组的索引。有时候hash函数可能写的很不好，所以JDK的设计者添加了另一个叫做hash()的方法，它接收刚才计算的hash值作为参数。如果你想了解更多关于hash()函数的东西，可以参考：hashmap中的hash和indexFor方法
indexFor(hash,table.length)用来计算在table数组中存储Entry对象的精确的索引。
在我们的例子中已经看到，如果两个key有相同的hash值(也叫冲突)，他们会以链表的形式来存储。所以，这里我们就迭代链表。
如果在刚才计算出来的索引位置没有元素，直接把Entry对象放在那个索引上。如果索引上有元素，然后会进行迭代，一直到Entry->next是null。当前的Entry对象变成链表的下一个节点。如果我们再次放入同样的key会怎样呢？逻辑上，它应该替换老的value。事实上，它确实是这么做的。在迭代的过程中，会调用equals()方法来检查key的相等性(key.equals(k))，如果这个方法返回true，它就会用当前Entry的value来替换之前的value。
Get:
现在我们来看下get方法的实现：
1234567891011121314151617181920212223242526272829/*** Returns the value to which the specified key is mapped, or {@code null}* if this map contains no mapping for the key.** <p>* More formally, if this map contains a mapping from a key {@code k} to a* value {@code v} such that {@code (key==null ? k==null :* key.equals(k))}, then this method returns {@code v}; otherwise it returns* {@code null}. (There can be at most one such mapping.)** </p><p>* A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i> indicate that* the map contains no mapping for the key; it's also possible that the map* explicitly maps the key to {@code null}. The {@link #containsKey* containsKey} operation may be used to distinguish these two cases.** @see #put(Object, Object)*/publicV get(Object key) {if(key == null)returngetForNullKey();inthash = hash(key.hashCode());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)))returne.value;}returnnull;}
当你理解了hashmap的put的工作原理，理解get的工作原理就非常简单了。当你传递一个key从hashmap总获取value的时候：
对key进行null检查。如果key是null，table[0]这个位置的元素将被返回。
key的hashcode()方法被调用，然后计算hash值。
indexFor(hash,table.length)用来计算要获取的Entry对象在table数组中的精确的位置，使用刚才计算的hash值。
在获取了table数组的索引之后，会迭代链表，调用equals()方法检查key的相等性，如果equals()方法返回true，get方法返回Entry对象的value，否则，返回null。
要牢记以下关键点：
HashMap有一个叫做Entry的内部类，它用来存储key-value对。上面的Entry对象是存储在一个叫做table的Entry数组中。table的索引在逻辑上叫做“桶”(bucket)，它存储了链表的第一个元素。key的hashcode()方法用来找到Entry对象所在的桶。如果两个key有相同的hash值，他们会被放在table数组的同一个桶里面。key的equals()方法用来确保key的唯一性。value对象的equals()和hashcode()方法根本一点用也没有。javacodegeeks翻译：ImportNew.com-miracle1919译文链接：http://www.importnew.com/10620.html尝到你和你在一起的快乐，你是唯一能让我尝到酸甜苦辣的人。
