概要
HashMap是用来存储Key-Value键值对的集合，这些键值对分散存储在一个数组当中，这个数组就是HashMap的主干。其底层数据结构是数组称之为哈希桶，每个桶里面放的是链表，链表中的每个节点，就是哈希表中的每个元素。
在JDK8中，当链表长度达到8，会转化成红黑树，以提升它的查询、插入效率，它实现了Map<K,V>, Cloneable, Serializable接口。
初始长度
初始长度是16，初始负载因子0.75（在jdk中负载因子可以手动设置，在Android中负载因子是写死的固定为0.75），并且每次自动扩展或是手动初始化的时候，长度必须是2的幂（用位运算代替取余运算，可以提高效率；保证了HashMap的均匀分布的原则）。
put
实现原理：
1.利用一个哈希函数来确定Entry的插入位置（index）：index = HashCode（Key） & （Length - 1）（效果上等同于取模运算，但是性能大大提高了）
但是，因为HashMap的长度是有限的，当插入的Entry越来越多时，再完美的Hash函数也难免会出现index冲突的情况。比如下面这样：
此时在HashMap中采用链表来进行解决hash冲突的问题
HashMap数组的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头节点。每一个Entry对象通过Next指针指向它的下一个Entry节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需要插入到对应的链表即可：
源码分析
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
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)//判断表是否为空
n = (tab = resize()).length;//对表进行初始化
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//判断hash之后的值在数组中为空
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//赋值给对应的数组，并将其设为头结点，其的next设为null
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&//hash之后数组上有值，且相等
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)//判断是否是树上的结点
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//判断是否在链表中
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);//进行头插法，插入一个新的结点
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);//将hash表中的数据复制在树上
break;
}
if (e.hash == hash &&//找到其在链表中的位置
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;//如果以前在map中存在相同的key=值，替换其value
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;//将对应的值赋值给hashMap中对应位置的值
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)//hashMap中桶的个数大于阈值
resize();//扩容操作
afterNodeInsertion(evict);//将数据添加到表头位置（后插入的Entry被查找的可能性更大。）
return null;
}
get
实现原理：
1.首先会把输入的Key做一次Hash映射，得到对应的index，先查找头结点，再查找next结点
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
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 &&//首先判断表是否为空
(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)//确定是否结构是否是树
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);//遍历树，获取树中的结点
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);//在链表中查询
}
}
return null;
}
注：JDK7会产生A-B-A式链表，发生死循环，JDK8解决了这个问题不会产生死循环，但是会发生数据的丢失，所以HashMap依旧是线程不安全的
resize
resize主要有两个作用：初始化和扩容
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {//判断旧的HashMap的容量
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {//大于最大值（2^30）的时候，阈值也对应设置为最大值
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&//在旧的容量大于初始长度
（16）的时候新的容量等于旧的容量的2倍
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold//阈值相对应的变为旧的阈值的2倍
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold初始容量设置为阈值
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults初始阈值为0表示使用默认值，即进行初始化
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;//16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);//16*0.75
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;//loadFactor：hash表的加载因子
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);//在没有超过最大值的时候阈值就是容量*加载因子，否则就是最大值（2^31-1）
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {//在旧的hash表不为空的时候
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {//旧的Hash表中不为null
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;//在数组中插入该元素
else if (e instanceof TreeNode)//如果原来这个节点已经转化为红黑树了，
//那么我们去将树上的节点rehash之后根据hash值放到新地方
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;//不需要移位链表
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;//需要移位新链表
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {//当前结点是否需要移位，不是用来判断是否需要计算hash
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {//需要移位的情况
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;//不需要移位的时候，将元素放置在原位置上
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;//需要移位的话，就放在偏移量加旧的容量的位置上
}
}
}
}
}
return newTab;
}
死锁（JDK7）
当HashMap已经到了Resize的临界点。此时有两个线程A和B，在同一时刻对HashMap进行Put操作，两个线程就会各自触发一次扩容
当两个线程都扩容结束之后，就会进入ReHash中,B挂起后，进入ReHash：
B线程恢复后，B线程进入ReHash
然后进入新一轮循环之后，next指针指向Entry3，e指向Entry3,最后就会变成循环链表
注： 在进行put数据时会造成循环链表，但是不会报错，当进行get获取数据的时候，由于进入了死循环，就会报错。
优化
1.红黑树+链表+数组，桶内元素大于8时，便会树化
2.在resize（）里判断是否进行移位再进行数据的存储，JDK7是直接重新计算hash值
3.JDK7是在创建的时候分配空间，JDK8是在put方法是分配空间
