hashcode决定要检查hashmap的哪个bucket。如果存储桶中有多个对象，则执行线性搜索以查找存储桶中的哪个项目等于所需的项目(使用equals()方法)。

In other words, if you have a perfect hashcode then hashmap access is constant, you will never have to iterate through a bucket (technically you would also have to have MAX_INT buckets, the Java implementation may share a few hash codes in the same bucket to cut down on space requirements). If you have the worst hashcode (always returns the same number) then your hashmap access becomes linear since you have to search through every item in the map (they're all in the same bucket) to get what you want.

大多数情况下，编写良好的hashcode并不完美，但它足够独特，可以为您提供或多或少的恒定访问。

你的第三个断言是不正确的。

两个不相等的对象拥有相同的哈希码是完全合法的。它被HashMap用作“第一遍过滤器”，以便映射可以快速找到具有指定键的可能条目。然后测试具有相同哈希码的键是否与指定的键相等。

您不会希望要求两个不相等的对象不能具有相同的哈希码，否则将限制为232个可能的对象。(这也意味着不同类型甚至不能使用对象的字段来生成哈希码，因为其他类可以生成相同的哈希码。)

你在第三点上错了。两个条目可以具有相同的哈希码，但不相等。看一下HashMap的实现。从OpenJdk中获取。你可以看到它检查哈希值是否相等键值是否相等。如果第三点成立，那么检查键值是否相等就没有必要了。哈希码在键之前进行比较，因为前者是更有效的比较。

如果您有兴趣进一步了解这方面的知识，请参阅Wikipedia关于开放寻址冲突解决的文章，我认为这是OpenJdk实现使用的机制。这种机制与另一个答案中提到的“桶”方法略有不同。

hashmap是这样工作的(这有点简化，但它说明了基本机制):

它有许多“桶”，用来存储键值对。每个桶都有一个唯一的编号——用来标识该桶。当您将一个键值对放入映射时，hashmap将查看键的哈希码，并将该对存储在标识符为键的哈希码的bucket中。例如:密钥的哈希码为235 ->，存储在桶号为235的桶中。(注意，一个桶可以存储多个键-值对)。

当您在hashmap中查找一个值时，通过给它一个键，它将首先查看您给出的键的哈希代码。然后，hashmap将查看相应的存储桶，然后它将通过equals()比较您给出的键与存储桶中所有对的键。

现在，您可以看到这对于在map中查找键-值对是多么高效:通过键的哈希代码，哈希映射立即知道要在哪个bucket中查找，因此它只需要测试该bucket中的内容。

看看上面的机制，你也可以看到对键的hashCode()和equals()方法有什么必要的要求:

If two keys are the same (equals() returns true when you compare them), their hashCode() method must return the same number. If keys violate this, then keys that are equal might be stored in different buckets, and the hashmap would not be able to find key-value pairs (because it's going to look in the same bucket). If two keys are different, then it doesn't matter if their hash codes are the same or not. They will be stored in the same bucket if their hash codes are the same, and in this case, the hashmap will use equals() to tell them apart.

你可以在http://javarevisited.blogspot.com/2011/02/how-hashmap-works-in-java.html上找到很好的信息

总结:

HashMap的工作原理是哈希

put(key, value): HashMap将key和value对象都存储为Map.Entry。Hashmap应用hashcode(key)来获取桶。如果有碰撞，HashMap使用LinkedList存储对象。

get(key): HashMap使用key Object的hashcode来查找桶的位置，然后调用keys.equals()方法来识别LinkedList中的正确节点，并在Java HashMap中返回该键的相关值对象。

HashMap是一个Entry对象数组。

把HashMap看作是一个对象数组。

看看这个对象是什么:

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        final int hash;
… 
}

每个Entry对象表示一个键值对。如果一个桶有多个Entry，下一个字段引用另一个Entry对象。

有时候，两个不同对象的哈希码可能是相同的。在这种情况下，两个对象将保存在一个bucket中，并将显示为链表。 入口点是最近添加的对象。该对象引用具有下一个字段的另一个对象，以此类推。最后一项指向null。

当使用默认构造函数创建HashMap时

HashMap hashMap = new HashMap();

数组的大小为16，默认负载平衡为0.75。

添加新的键-值对

计算键的hashcode 计算元素应该放置的位置哈希% (arrayLength-1)(桶号) 如果你试图用一个已经保存在HashMap中的键添加一个值，那么值将被覆盖。 否则元素被添加到桶中。

如果存储桶已经有至少一个元素，则添加一个新元素并将其放置在存储桶的第一个位置。它的下一个字段指向旧元素。

删除

计算给定键的hashcode 计算桶号哈希% (arrayLength-1) 获取桶中第一个Entry对象的引用，并通过equals方法遍历给定桶中的所有条目。最终我们会找到正确的入口。 如果没有找到所需的元素，则返回null

import java.util.HashMap;

public class Students  {
    String name;
    int age;

    Students(String name, int age ){
        this.name = name;
        this.age=age;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        System.out.println("__hash__");
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        System.out.println("__eq__");
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Students other = (Students) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {

        Students S1 = new Students("taj",22);
        Students S2 = new Students("taj",21);

        System.out.println(S1.hashCode());
        System.out.println(S2.hashCode());

        HashMap<Students,String > HM = new HashMap<Students,String > (); 
        HM.put(S1, "tajinder");
        HM.put(S2, "tajinder");
        System.out.println(HM.size());
    }
}

Output:

__ hash __

116232

__ hash __

116201

__ hash __

__ hash __

2

因此，在这里我们可以看到，如果对象S1和S2都有不同的内容，那么我们可以非常确定，我们覆盖的Hashcode方法将为两个对象生成不同的Hashcode(116232,11601)。因为有不同的哈希码，所以它甚至不需要调用EQUALS方法。因为不同的Hashcode保证对象中不同的内容。

    public static void main(String[] args) {

        Students S1 = new Students("taj",21);
        Students S2 = new Students("taj",21);

        System.out.println(S1.hashCode());
        System.out.println(S2.hashCode());

        HashMap<Students,String > HM = new HashMap<Students,String > (); 
        HM.put(S1, "tajinder");
        HM.put(S2, "tajinder");
        System.out.println(HM.size());
    }
}

Now lets change out main method a little bit. Output after this change is 

__ hash __

116201

__ hash __

116201

__ hash __

__ hash __

__ eq __

1
We can clearly see that equal method is called. Here is print statement __eq__, since we have same hashcode, then content of objects MAY or MAY not be similar. So program internally  calls Equal method to verify this. 


Conclusion 
If hashcode is different , equal method will not get called. 
if hashcode is same, equal method will get called.

Thanks , hope it helps. 

下面是针对Java 8版本的HashMap机制的粗略描述(它可能与Java 6略有不同)。

数据结构

哈希表 哈希值通过key上的Hash()计算，它决定对给定的键使用哈希表的哪个桶。 链表(单个) 当桶中的元素数量较小时，使用单链表。 红黑树 当一个桶中的元素数量很大时，使用红黑树。

类(内部)

地图。条目 在map中表示单个实体，即键/值实体。 HashMap。节点 节点的链表版本。 它可以表示: 哈希桶。 因为它有哈希属性。 单链表中的节点(因此也是链表的头)。 HashMap。TreeNode 节点的树版本。

字段(内部)

节点[]表 桶表(链表的头)。 如果一个bucket不包含元素，那么它就是null，因此只占用一个引用的空间。 设置<地图。入口> entrySet 实体的集合。 int大小 实体数量。 负载系数浮动 在调整大小之前，指示允许的哈希表有多满。 int阈值 下一个要调整大小的大小。 公式:阈值=容量* loadFactor

方法(内部)

int散列(关键) 按键计算哈希值。 如何映射哈希到桶? 使用以下逻辑: static int hashToBucket(int tableSize, int hash) { return (tableSize - 1) & hash; ｝

关于能力

在哈希表中，容量是指桶数，可以从table.length中获取。 Also可以通过threshold和loadFactor计算，因此不需要定义为类字段。

可以通过:capacity()得到有效容量

操作

按键查找实体。 首先通过哈希值找到桶，然后循环链表或搜索排序树。 用键添加实体。 首先根据key的哈希值找到桶。 然后试着找出它的值: 如果找到，则替换该值。 否则，在链表的开头添加一个新节点，或插入到排序树中。 调整 当达到阈值时，将哈希表的容量(table.length)翻倍，然后对所有元素重新哈希以重建表。 这可能是一次昂贵的手术。

性能

获取并放置 时间复杂度为O(1)，因为: 桶通过数组索引访问，因此是O(1)。 每个桶中的链表长度较小，可见为O(1)。 树的大小也是有限的，因为当元素数量增加时将扩展容量并重新哈希，所以可以将其视为O(1)，而不是O(log N)。

哈希映射的工作原理是哈希

HashMap get(Key k) method calls hashCode method on the key object and applies returned hashValue to its own static hash function to find a bucket location(backing array) where keys and values are stored in form of a nested class called Entry (Map.Entry) . So you have concluded that from the previous line that Both key and value is stored in the bucket as a form of Entry object . So thinking that Only value is stored in the bucket is not correct and will not give a good impression on the interviewer .

每当我们调用HashMap对象上的get(Key k)方法时。首先，它检查key是否为空。注意，HashMap中只能有一个空键。

如果key为null，则null键总是映射到哈希0，因此索引为0。

如果key不为空，那么它将在key对象上调用hashfunction，参见上述方法中的第4行，即key. hashcode()，因此在key. hashcode()返回hashValue之后，第4行如下所示

            int hash = hash(hashValue)

现在，它将返回的hashValue应用到自己的哈希函数中。

我们可能想知道为什么要再次使用hash(hashvalue)计算哈希值。答案是它可以防御低质量的哈希函数。

现在使用final hashvalue来查找存储Entry对象的bucket位置。条目对象像这样存储在桶中(哈希，键，值，bucketindex)

每个Entry对象表示键值对。如果一个桶有多于1个Entry，则字段next指向其他Entry对象。

有时候，两个不同对象的hashcode可能是相同的。在这种情况下，2个对象将保存在一个桶中，并将显示为LinkedList。入口点是最近添加的对象。该对象引用具有next字段的其他对象，等等。最后一项为空。 当您使用默认构造函数创建HashMap时

数组的大小为16，默认负载平衡为0.75。

(源)

我不会详细介绍HashMap是如何工作的，但是会给出一个例子，这样我们就可以通过将HashMap与现实联系起来来记住它是如何工作的。

我们有Key, Value,HashCode和bucket。

在一段时间内，我们将把它们与以下内容联系起来:

一个社会 HashCode ->社会地址(总是唯一的) 社会中的房子 Key ->房屋地址。

使用Map.get(key):

Stevie想去他的朋友(Josse)的房子，他住在一个VIP社会的别墅里，让它成为javalavers社会。 Josse的地址是他的SSN(每个人都不一样)。 有一个索引，我们可以根据社会安全号找到协会的名字。 这个索引可以被认为是一个找出HashCode的算法。

SSN协会名称 92313(Josse’s) -爪哇 13214—AngularJSLovers 98080—javalover 53808 -生物爱好者

这个SSN(密钥)首先给我们一个HashCode(来自索引表)，它只是社会的名字。 现在，多个房子可以在同一个社会中，所以HashCode可以是公共的。 假设，社会对两个房子都是公用的，我们如何识别我们要去哪个房子，是的，通过使用(SSN)密钥，它只是房子的地址

使用Map.put(关键字,值)

这将通过查找HashCode为该值找到一个合适的社会，然后存储该值。

我希望这能有所帮助，而且这是可以修改的。

这将是一个很长的答案，拿着饮料继续阅读…

哈希就是在内存中存储一个键-值对，可以更快地读写。它将键存储在数组中，值存储在LinkedList中。

假设我想存储4个键值对

{
“girl” => “ahhan” , 
“misused” => “Manmohan Singh” , 
“horsemints” => “guess what”, 
“no” => “way”
}

为了存储键，我们需要一个4元素的数组。现在我如何将这4个键中的一个映射到4个数组索引(0,1,2,3)呢?

因此java找到单个键的hashCode并将它们映射到特定的数组索引。 哈希码公式是-

1) reverse the string.

2) keep on multiplying ascii of each character with increasing power of 31 . then add the components .

3) So hashCode() of girl would be –(ascii values of  l,r,i,g are 108, 114, 105 and 103) . 

e.g. girl =  108 * 31^0  + 114 * 31^1  + 105 * 31^2 + 103 * 31^3  = 3173020

哈希和女孩!!我知道你在想什么。你对狂野二重唱的迷恋可能会让你错过一件重要的事情。

为什么java要把它乘以31 ?

因为，31是奇数质数形式为2^5 - 1。奇素数降低了哈希碰撞的概率

这个哈希码是如何映射到数组下标的呢?

答案是，哈希码%(数组长度-1)。在我们的例子中，“girl”被映射为(3173020 % 3)= 1。它是数组的第二个元素。

值“ahhan”存储在与数组索引1相关的LinkedList中。

HashCollision -如果您尝试使用上面描述的公式查找密钥“误用”和“horsemints”的hasHCode，您将看到两者都给出相同的1069518484。Whooaa ! !〇教训

2个相等的对象必须具有相同的hashCode，但如果没有保证 hashCode匹配，则对象相等。所以它应该存储 这两个值都对应于1号桶的“误用”和“horsemints” (1069518484% 3)。

现在哈希图看起来是-

Array Index 0 –
Array Index 1 - LinkedIst (“ahhan” , “Manmohan Singh” , “guess what”)
Array Index 2 – LinkedList (“way”)
Array Index 3 – 

现在，如果有人试图找到键“horsemints”的值，java很快就会找到它的hashCode，对它进行模块化，并开始在LinkedList对应的索引1中搜索它的值。因此，这样我们就不需要搜索所有的4个数组索引，从而使数据访问更快。

但是，等一下。有3个值在那个linkedList对应的数组索引1，它如何找出哪一个是值为关键“horsemints”?

其实我撒谎了，我说HashMap只是在LinkedList中存储值。

它将两个键值对存储为映射条目。实际上Map是这样的。

Array Index 0 –
Array Index 1 - LinkedIst (<”girl” => “ahhan”> , <” misused” => “Manmohan Singh”> , <”horsemints” => “guess what”>)
Array Index 2 – LinkedList (<”no” => “way”>)
Array Index 3 – 

现在你可以看到，当遍历对应于ArrayIndex1的linkedList时，它实际上会将linkedList的每个条目的key与horsemints进行比较，当它找到一个时，它会返回它的值。

希望你读得开心:)

常言道，一图胜千言。我说:有些代码胜过1000字。下面是HashMap的源代码。获得方法:

/**
     * Implements Map.get and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @return the node, or null if none
     */
    final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

因此，很明显，哈希是用来寻找“桶”的，并且总是在该桶中检查第一个元素。如果不是，则使用键的equals来查找链表中的实际元素。

让我们看看put()方法:

  /**
     * Implements Map.put and related methods
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @param value the value to put
     * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
     * @param evict if false, the table is in creation mode.
     * @return previous value, or null if none
     */
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

它稍微复杂一些，但很明显，新元素被放在选项卡中基于哈希计算的位置:

I = (n - 1) & hash这里I是新元素将被放置的索引(或者它是“桶”)。N是TAB数组(“桶”数组)的大小。

首先，尝试将其作为“bucket”中的第一个元素。如果已经有一个元素，则向列表中追加一个新节点。

两个对象相等，意味着它们具有相同的hashcode，而不是相反。 2个相等的对象------>他们有相同的hashcode 2个对象具有相同的hashcode ----xxxxx—>，它们不相等

HashMap中的Java 8更新

在代码中执行这个操作

myHashmap.put("old","old-value");
myHashMap.put("very-old","very-old-value");

所以，假设你的hashcode为“old”和“very old”两个键返回的hashcode是相同的。然后会发生什么。

myHashMap是一个HashMap，假设最初您没有指定它的容量。所以每个java的默认容量是16。所以现在只要你使用new关键字初始化hashmap，它就创建了16个桶。现在当你执行第一个语句

myHashmap.put("old","old-value");

然后计算“old”的hashcode，因为hashcode也可以是非常大的整数，所以，Java内部做了这个(hash是hashcode， >>>是右移)

hash XOR hash >>> 16

为了给出一个更大的图，它会返回一个索引值，在0到15之间。现在，键值对“old”和“old-value”将被转换为Entry对象的键值实例变量。然后这个entry对象会被存储在bucket中，或者你可以说在一个特定的索引处，这个entry对象会被存储。

入口是Map接口- Map中的一个类。条目，带有这些签名/定义

class Entry{
          final Key k;
          value v;
          final int hash;
          Entry next;
}

现在当你执行下一条语句时

myHashmap.put("very-old","very-old-value");

“very old”给出了与“old”相同的哈希码，所以这个新的键值对再次被发送到相同的索引或相同的存储桶。但是因为这个存储桶不是空的，所以Entry对象的下一个变量被用来存储这个新的键值对。

并且它将存储为每个具有相同hashcode的对象的链表，但TRIEFY_THRESHOLD的值为6。在此之后，链表转换为以第一个元素为根的平衡树(红黑树)。

记住这里对hashmap结构的解释，也许有人可以解释Baeldung上的以下段落:-

Java有接口Map的几个实现，每个实现都有自己的特殊性。

但是，现有的Java核心Map实现都不允许Map处理单个键的多个值。

正如我们所看到的，如果我们试图为同一个键插入两个值，第二个值将被存储，而第一个值将被删除。

它还将返回(由put(K键，V值)方法的每个正确实现):

Map<String, String> map = new HashMap<>();
assertThat(map.put("key1", "value1")).isEqualTo(null);
assertThat(map.put("key1", "value2")).isEqualTo("value1");
assertThat(map.get("key1")).isEqualTo("value2");