Java HashMap底层实现原理

HashMap 在不同的 JDK 版本下的实现是不同的，在 JDK 1.7 时，HashMap 底层是通过数组 + 链表实现的；而在 JDK 1.8 时，HashMap 底层是通过数组 + 链表或红黑树实现的。

具体来说，HashMap 内部维护了一个数组，每个数组元素又是一个链表或者红黑树，每个链表或者红黑树节点存储了一个键值对。当需要存储新的键值对时，HashMap 会根据键的哈希值确定其在数组中的位置，如果该位置已经有了其他键值对，则通过链表或红黑树解决冲突，将新的键值对添加到链表或红黑树的末尾。当链表或红黑树长度达到一定程度后，HashMap 会自动将链表转换为红黑树，以提高查找效率。

如下图所示，HashMap 在 JDK 1.7 中的实现如下图所示：

在 JDK 1.8 时，HashMap 如下图所示：

链表和红黑树互转流程

链表升级为红黑树

在 JDK 1.8 之后，HashMap 默认是先使用数组 + 链表存储数据，但当满足以下两个条件时：

• 链表的数量大于阈值（默认是 8）
• 并且数组长度大于 64 时

为了（查询）的性能考虑会将链表升级为红黑树进行存储，具体执行流程如下：

• 创建新的红黑树对象，并将链表内所有的键值对全部添加到红黑树中。

• 将原来的链表引用指向新创建的红黑树。

红黑树退化为链表

当进行了删除操作，导致红黑树的节点小于等于 6 时，会发生退化，将红黑树转换为链表。这是因为当节点数量较少时，红黑树对性能的提升并不明显，反而占用了更多的内存空间。具体执行流程如下：

• 从红黑树的根节点开始，按照中序遍历的顺序将所有节点加入到一个新的链表中。

• 将原来的红黑树引用指向新创建的链表。

小结

HashMap 在 JDK 1.7 时，是通过数组 + 链表实现的，而在 JDK 1.8 时，HashMap 是通过数组 + 链表或红黑树实现的。在 JDK 1.8 之后，如果链表的数量大于阈值（默认为 8），并且数组长度大于 64 时，为了查询效率会将链表升级为红黑树，但当红黑树的节点小于等于 6 时，为了节省内存空间会将红黑树退化为链表。

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