HashMap的底层是数组+链表（jdk1.7是数组+链表，之后数组+链表+红黑树） ，key唯一的，value可以重复，允许存储null 键null 值，元素无序。

      如果两个不同Key的元素，通过哈希函数计算出来的哈希值是一样的，就会产生哈希冲突，哈希冲突有很多种解决办法，开放地址法（发生冲突，继续寻找下一块未被占用的存储地址），拉链法，再造哈希法等等，但是HashMap使用的是拉链法。也就是在哈希冲突的地方创建一个链表。查询的时候，如果定位的地方没有链表，则直接取出，如果存在链表，则需要遍历链表，逐个比较key（利用equal方法）。而插入数据的时候也类似，如果定位到的位置不含有链表，直接放入数组指定位置，如果还有链表，存在即覆盖旧的value，否则在链表头插入；

Entry数组

HashMap的基本的数据结构是Entry数组，这个数组有四个元素：key，value，next指针，hash值。

1、get方法

大概的步骤为：首先key传入hash方法，这个方法里面后计算key的hashcode，然后又把hashcode进行一次再散列。根据再散列的值调用indexFor函数查找所在的Entry数组的索引号。

如果这个数组上有链表，遍历链表里面的每个元素，如果找到某个key和查找的key通过equal判断相等，返回这个数组元素。

indexFor函数：

      原本计算是应该用hash值对数组长度取模运算，计算出来下标，但是实际上是长度-1，然后与。因为数组长度一定为2的N次方，-1之后所有位都为1，再进行与运算这两个结果是一样的，但是与运算的效率显然要高多了。

       那为什么要保证length的长度为2的N次方？？因为2^N-1所有位都是1，而如果不是这种情况，比如某一个位是0，这样不同的h来与的时候，这一位就始终都是0，就会增加哈希碰撞的概率，导致很多不同的哈希值都对应着同一个Entry数组索引。

具体来说比如从1111，变成1110，那么1111和1110和他“与”结果都是一样的。

hash()方法

2、put方法

         一开始一样的，把key传入一个hash()方法，内部调用hashcode()计算哈希值，然后对哈希值进行一次再散列。然后根据再散列值调用indexFor（）来查询该值对应的Entry数组索引。然后遍历这个数组索引上面的 链表元素，如果找到相同的位置上已经有了元素，那么更新value，返回旧的value；而如果没有这个元素，那么把新的元素加到链表头，然后返回null。

3、扩容

        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，在HashMap数组扩容之后，最消耗性能的点是：原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置，并放进去，这就是 resize。

       这里比较重要的就是负载因子，负载因子默认为0.75，也就是当当前占用的元素个数超过总容量的0.75时，就把数组大小翻倍。然后计算每个元素在新数组中的位置，再移动过去。

那为什么选择0.75呢？

如果太大，比如为1，那么数组满了才会扩充，这势必会导致出现较多的哈希冲突，也就是说链表会比较长，这就会降低添加和查询的效率（因为每次都要遍历链表）。而如果太小，就会没放多少数据就要扩充一倍，导致空间的浪费。

参考网站：

https://www.jianshu.com/p/4aa3bb16f36c

https://www.cnblogs.com/shoulinniao/p/11966194.html

https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3681042.html