参考：
https://blog.csdn.net/qq_36711757/article/details/80394272
一，map
1.map的定义：
map就是用于存储键值对（<key,value>）的集合类，也可以说是一组键值对的映射（数学概念）。注意，我这里说的只是map的概念，是为了通俗易懂，面试时候方便记忆，但是你自己一定要明白，在java中map是一个接口，是和collection接口同一等级的集合根接口。
2.map的存储结构
上边这个图就是map的存储结构，没错，看起来就像是数据库中的关系表。
有两个字段（或者说属性）：keyset（键的集合）和values（值的集合），每一条记录都是一个entry（一个键值对）。
3.Map的特点
1.没有重复的 key（一方面，key用set保存，所以key必须是唯一，无序的；
另一方面，map的取值基本上是通过key来获取value，如果有两个相同的key，计算机将不知道到底获取哪个对应值；这时候有可能会问，那为什么我编程时候可以用put（）方法传入两个key值相同的键值对？那是因为源码中，传入key值相同的键值对，将作为覆盖处理）
2.每个 key 只能对应一个 value, 多个 key 可以对应一个 value（这就是映射的概念，最经典的例子就是射箭，一排射手，一排箭靶，一个射手只能射中一个箭靶，而每个箭靶可能被不同射手射中。这里每个射手只有一根箭，不存在三箭齐发还都中靶这种骚操作。将射手和射中的靶子连线，这根线加射手加靶子就是一个映射）
3.key,value 都可以是任何引用类型（包括 null）的数据（只能是引用类型）
4.Map 取代了古老的 Dictionary 抽象类（知道就行，可以忽略）
二。哈希全家桶
把任意长度的输入（输入叫做预映射），通过一种函数（hashCode() 方法），变换成固定长度的输出，该输出就是哈希值（hashCode），这种函数就叫做哈希函数，而计算哈希值的过程就叫做哈希。哈希的主要应用是哈希表和分布式缓存。
这里有个问题，哈希算法和哈希函数不是一个东西，哈希函数是哈希算法的一种实现，以后面试就说哈希函数就行。
在将键值对存入数组之前，将key通过哈希算法计算出哈希值，把哈希值作为数组下标，把该下标对应的位置作为键值对的存储位置，通过该方法建立的数组就叫做哈希表，而这个存储位置就叫做桶（bucket）。数组是通过整数下标直接访问元素，哈希表是通过字符串key直接访问元素，也就说哈希表是一种特殊的数组（关联数组），哈希表广泛应用于实现数据的快速查找（在map的key集合中，一旦存储的key的数量特别多，那么在要查找某个key的时候就会变得很麻烦，数组中的key需要挨个比较，哈希的出现，使得这样的比较次数大大减少。）
哈希表选用哈希函数计算哈希值时，可能不同的 key 会得到相同的结果，一个地址怎么存放多个数据呢？这就是哈希冲突（碰撞）。解决哈希冲突有两种方法，拉链法（链接法）和开放定址法（这种没用过）。拉链法：将键值对对象封装为一个node结点，新增了next指向，这样就可以将碰撞的结点链接成一条单链表，保存在该地址（数组位置）中。
三。HashMap的定义
先从HashMap的定义开始，HashMap是用哈希表（直接一点可以说数组加单链表）+红黑树实现的map类。
上图便是HashMap的存储结构，HashMap的这种特殊存储结构在获取指定元素前需要把key经过哈希运算，得到目标元素在哈希表中的位置，然后再进行少量比较即可得到元素，这使得 HashMap 的查找效率极高。（说白了HashMap就是用了拉链法的哈希表，也有叫桶数组的）
注意：
哈希函数计算结果越分散均匀，哈希碰撞的概率就越小，map的存取效率（时间复杂度）就会越高。
哈希表长度越长，空间成本越大，哈希函数计算结果越分散均匀。
扩容机制（实际上就是负载因子）和哈希函数越合理，空间成本越小，哈希函数计算结果越分散均匀。
从HashMap的默认构造函数源码可知，构造函数就是对下面几个字段进行初始化。
负载因子越大（长度一定），最大结点容量越大，resize次数越少，空间成本越小，map的存取效率就会越高。
桶数组初始容量（长度）越大（加载因子一定），最大结点容量越大，resize次数越少，空间成本越大，map的存取效率就会越高。
这里存在一个问题，即使负载因子和哈希函数设计的再合理，也免不了会出现拉链过长（桶内结点过多）的情况，一旦出现拉链过长，则会严重影响HashMap的性能。于是，在JDK1.8版本中，对数据结构做了进一步的优化，引入了红黑树。而当链表长度太长（默认超过8）时，链表就转换为红黑树，利用红黑树快速增删改查的特点提高HashMap的性能
ashMap的特点
底层实现是 链表数组，JDK 8 后又加了 红黑树
实现了 Map 全部的方法
key 用 Set 存放，所以想做到 key 不允许重复，key 对应的类（一般是String）需要重写 hashCode 和 equals 方法
允许空键和空值（但空键只有一个，且放在第一位，知道就行）
元素是无序的，而且顺序会不定时改变（每次扩容后，都会重新哈希，也就是key通过哈希函数计算后会得出与之前不同的哈希值，这就导致哈希表里的元素是没有顺序，会随时变化的，这是因为哈希函数与桶数组容量有关，每次结点到了临界值后，就会自动扩容，扩容后桶数组容量都会乘二，而key不变，那么哈希值一定会变）
插入、获取的时间复杂度基本是 O(1)（前提是有适当的哈希函数，让元素分布在均匀的位置）
遍历整个 Map 需要的时间与数组的长度成正比（因此初始化时 HashMap 的容量不宜太大）
两个关键因子：初始容量、加载因子
HashMap不是同步，HashTable是同步的，但HashTable已经弃用，如果需要线程安全，可以用synchronizedMap，例如 Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));
