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HashMap是经常使用的一个类型，它有一些特点：
(1) 键值允许为null。
(2) 是非同步、线程不安全的类
(3) 不能保证按照插入顺序排序，也不能保证不同的时间，顺序不变。
(4) 按照key读写速度比较快。
HashMap类图
(1) HashMap：HashMap是根据key的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但是遍历顺序但是不确定的。HashMap最多只允许一条记录的键为null，HashMap也是非线程安全的，如果在多线程场景下使用，可以用Collections的synchronizedMap方法保证线程安全。
(2) LinkedHashMap：LinkedHashMap是HashMap的一个子类，保存了记录的插入顺序，在遍历时先插入的值肯定是先被读取到的。
(3) TreeMap：TreeMap是根据键的顺序排好序的，默认是根据键升序排序，也可以指定降序排序。因为要根据键进行排序，所以键必须要实现Comparable接口或者在构造TreeMap时候传入自定义的Comparator。
数据结构
HashMap实际存储时，是哈希桶数组和链表的结合体，整体上来说是一个数组，每个数据元素又是一个链表，当链表长度大于8时，这个链表就变为红黑树形式。
存储结构如上图所示，HashMap初始化的时候就会创建一个哈希桶数组，哈希桶数组的长度是capacity（容量）定义的大小，数组的每一项是一个Entry，Entry 是一个键值对，它还有一个指向下一个元素的引用，就构成了链表，如果链表长度大于8时，Java8开始，为了提高效率，链表转换为红黑树形式。（红黑树参考）
当向HashMap中插入数据时，先根据数据key的hashCode计算index确定放入哪个哈希桶数组中，如果多个key的hashCode发生碰撞，就以链表的形式放入数组的后面，当链表大于8时，转换为红黑树。
哈希桶数组的容量capacity默认是16，当哈希桶数组中数据个数已经占用的比例已经达到负载因子时候(默认是0.75)，哈希桶数组的容量就会变为原来的2倍。负载因子是对空间和时间的一个权衡。
put操作
put函数大致的思路为：
- 对key的hashCode()做hash，然后再计算index;
- 如果没碰撞直接放到bucket里；
- 如果碰撞了，以链表的形式存在buckets后；
- 如果碰撞导致链表过长(大于等于TREEIFY_THRESHOLD)，就把链表转换成红黑树；
- 如果节点已经存在就替换old value(保证key的唯一性)
- 如果bucket满了(超过load factor*current capacity)，就要resize。
get操作
- 根据Key的hashCode值，在bucket里找到第一个节点，直接命中；
- 如果有冲突，则通过key.equals(k)去查找对应的entry。
若为树，则在树中通过key.equals(k)查找，时间复杂度为O(logn)；
若为链表，则在链表中通过key.equals(k)查找，时间复杂度为O(n)。
put和get归纳起来就是：
简单地说，HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理，这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对，当需要存储一个 Entry 对象时，会根据 hash 算法来决定其在数组中的存储位置，在根据 equals 方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry 时，也会根据 hash 算法找到其在数组中的存储位置，再根据 equals 方法从该位置上的链表中取出该Entry。
扩容机制
当 HashMap 中的元素越来越多的时候，hash 冲突的几率也就越来越高，因为数组的长度是固定的。所以为了提高查询的效率，就要对 HashMap 的数组进行扩容。当 HashMap 中的元素个数超过数组大小乘以负载因子时，就会进行数组扩容，负载因子的默认值为 0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，哈希桶数组大小为 16，那么当 HashMap 中元素个数超过 16乘以0.75=12 的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，扩容时，要将原来的数据复制到一个新创建的大数组中，然后重新计算每个元素在新数组中的位置。而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知 HashMap 中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高 HashMap 的性能。
线程安全性
在多线程使用场景中，应该尽量避免使用线程不安全的HashMap，而使用线程安全的ConcurrentHashMap。
参考资料：
https://tech.meituan.com/java-hashmap.html
http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-collection/hashmap.html
https://yikun.github.io/2015/04/01/Java-HashMap%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86%E5%8F%8A%E5%AE%9E%E7%8E%B0/
