摘要：Hello 大家好！我是小米，一个积极分享技术的小伙伴，今天我们继续聊聊 Java 面试中的热门话题——HashMap 的 put 方法的具体流程。这是一个老生常谈的面试题，但很多人了解得不够深入，导致在面试时只能泛泛而谈。今天我们通过一个生动的小故事，来剖析
Hello 大家好！我是小米，一个积极分享技术的小伙伴，今天我们继续聊聊 Java 面试中的热门话题——HashMap 的 put 方法的具体流程。这是一个老生常谈的面试题，但很多人了解得不够深入，导致在面试时只能泛泛而谈。今天我们通过一个生动的小故事，来剖析一下它的底层原理，希望大家看完后能对它了然于心！
在一个神秘的「Java 集合世界」中，有一座巨大的宫殿，这就是 HashMap。它负责存储和管理这个世界中的各种「钥匙-宝藏（key-value）」对。
一天，一个叫作「put 方法」的小勇士接到了任务：把一件新的「钥匙-宝藏」对送进 HashMap 的宫殿。
第一步：勇士探路——检查钥匙的合法性
put 方法的小勇士，首先检查了任务交给他的钥匙（key）。他要确保钥匙不能是 null，否则会很麻烦。不过，hashMap 的设计师考虑周到，允许存储一个特殊的 null 键，并将它放在宫殿的「入口大厅」（bucket[0]）。
代码片段：
第二步：钥匙定位——计算哈希值
接着，小勇士需要找到钥匙在宫殿中的具体位置。他通过钥匙的 hashCode 方法，计算出一个哈希值（hash value）。不过，为了避免直接使用 hashCode 导致的分布不均，他会对哈希值进行一番加工。
代码片段：
这个加工方法通常是对 hash 值进行高位运算，以增强分布随机性。具体实现如下：
第三步：选择房间——定位到桶（bucket）
计算出哈希值后，小勇士根据宫殿的总房间数（即数组容量）找到对应的房间（bucket）。这个过程是通过对数组长度取模来完成的。
代码片段：
第四步：探查房间——查找链表或树结构
找到房间后，小勇士进入房间查看。房间可能是空的，也可能存放着一堆钥匙-宝藏对。为了确保钥匙的唯一性，他会在房间中查找是否已经存在相同的钥匙。
如果房间里是链表结构，小勇士会遍历每一个节点，比较 key.equals。如果房间里是红黑树，小勇士会用树的查找规则寻找相应节点。代码片段：
HashMap 的宫殿设计师不仅考虑到了普通情况下的性能，还特别设计了一项优化：当房间里的链表节点数量超过阈值（默认是 8）时，链表会升级为红黑树。这大大提升了在大量数据下的查找效率。
代码片段：
如果房间里没有相同的钥匙，小勇士会在房间里新增一个节点来存储新的钥匙-宝藏对。
代码片段：
这里的 Node 是 HashMap 的一个静态内部类，它封装了 key、value 以及指向下一个节点的指针（用于形成链表）。
任务完成后，小勇士还有一个重要的责任——检查宫殿是否需要扩建。如果宫殿的负载因子（load factor）超过阈值（默认是 0.75），他就会触发扩容操作。
扩容的过程很有趣，它会创建一个新的宫殿，容量是当前的两倍，然后重新分配所有钥匙-宝藏对的位置。
代码片段：
从钥匙检查到定位再到存储，put 方法的工作流程可以总结为以下几步：
检查 key 是否为 null。计算 hash 值并定位桶。遍历桶中的链表或树结构，检查是否有相同的 key。如果有相同的 key，则更新对应的 value；否则，创建新的节点插入。检查负载因子，必要时进行扩容。当面试官问到「HashMap 的 put 方法的具体流程」时，可以从以下几个方面展开：
大体流程：概述 put 方法的整体逻辑。细节补充：强调 hash 值计算、链表到红黑树的转换、扩容等核心细节。性能优化：分析 HashMap 的时间复杂度（插入、查询的均摊复杂度是 O(1)）以及在极端情况下可能退化为 O(n) 的原因。HashMap 的设计精妙且高效，理解它的底层实现不仅对面试有帮助，也能帮助我们写出更高效的代码。希望今天的小故事能让大家对 put 方法有更深刻的认识！
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来源：灿轩教育
