jdk1.8 HashMap底层数据结构：散列表+链表+红黑树（图解+源码）

一、前言

　　本文由jdk1.8源码整理而得，附自制jdk1.8底层数据结构图，并截取部分源码加以说明结构关系。

二、jdk1.8 HashMap底层数据结构图

三、源码

　　1.散列表（Hash table，也叫哈希表）：

    /**
     * 表，第一次使用时初始化（而非实例化集合时进行初始化），并根据需要调整大小。当分配时，长度总是2的幂。(在某些操作中，我们还允许长度为零，以允许当前不需要的引导机制。）
　　　*/
    transient Node<K,V>[] table;

　　2.链表：

    /**
     * Basic hash bin node, used for most entries.  (See below for
     * TreeNode subclass, and in LinkedHashMap for its Entry subclass.)
     */
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;
　　　　　……
    }

　　3.红黑树：

    /**
     * Entry for Tree bins. Extends LinkedHashMap.Entry (which in turn
     * extends Node) so can be used as extension of either regular or
     * linked node.
     */
    static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
        TreeNode<K,V> parent;  // red-black tree links
        TreeNode<K,V> left;
        TreeNode<K,V> right;
        TreeNode<K,V> prev;    // needed to unlink next upon deletion
        boolean red;
        ……
    }

四、问题探究

　　1.散列表后面跟的“链表、红黑树”是怎么来的，都解决了哪些问题？

　　　　答：

　　　　①链表的由来：Hash碰撞：不同的元素通过hash算法可能会得到相同的hash值，如果都放同一个桶里，后面放进去的就会覆盖前面放的，所以为了解决hash碰撞时元素被覆盖的问题，就有了在桶里放链表。

　　　　②红黑树的由来：假设现在HashMap集合中大多数的元素都放到了同一个桶里（由hash值计算而得的桶的位置相同），那么这些元素就在这个桶后面连成了链表。现在需要查询某个元素，那么此时的查询效率就很慢了，它是在做链表查询（ O(N) 的查询效率）。为了解决这个问题，就引入了红黑树（ log(n) 的查询效率）：当链表到达一定长度时就在链表的后面创建红黑树。

　　　　③其实，“尽量避免hash 冲突，让元素较为均匀的放置到每个桶”才是查询效率最高的（ O1 的查询效率），这和hash算法的实现息息相关，这里不做深究。

　　2.如图可知，散列表后面跟的数据结构有可能是链表，也有可能是红黑树。散列表后面跟什么数据结构是怎么确定的？

　　　　答：

　　　　①链表节点转换成红黑树节点的阈值, 节点数 >= 8 就转：

　　　　　　static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

　　　　②红黑树节点转换链表节点的阈值, 节点数 <= 6 就转:

　　　　　　static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

　　　　③转红黑树时, table的最小长度：

　　　　　　static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;