HashMap內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用數(shù)組+鏈表+紅黑樹進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)組類型為Node[]，每個(gè)Node都保存了某個(gè)KV鍵值對(duì)元素的key、value、hash、next等值。由于next的存在，所以每個(gè)Node對(duì)象都是一個(gè)單向鏈表中的組成節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)新添加一個(gè)KV鍵值對(duì)元素時(shí)，通過該元素的key的hash值（添加時(shí)，通過key的hash值，使用&按位與位運(yùn)算，計(jì)算該元素在數(shù)組中的下標(biāo)。作用等同于hash % 數(shù)組長(zhǎng)度。），計(jì)算該元素在數(shù)組中應(yīng)該保存的下標(biāo)位置。如果該下標(biāo)位置如果已經(jīng)存在其它Node對(duì)象（產(chǎn)生哈希沖突），則采用鏈地址法處理，即將新添加的KV鍵值對(duì)元素將以鏈表形式存儲(chǔ)。將新元素封裝成一個(gè)新的Node對(duì)象，插入到該下標(biāo)位置的鏈表尾部（尾插法）。當(dāng)鏈表的長(zhǎng)度超過8并且數(shù)組長(zhǎng)度大于64時(shí)，為了避免查找搜索性能下降，該鏈表會(huì)轉(zhuǎn)換成一個(gè)紅黑樹。

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)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

//轉(zhuǎn)換為紅黑樹
final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            //遍歷鏈表結(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)換為紅黑樹
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }

HashMap初始容量：

HashMap通過key的hashCode()得出一個(gè)hash值，并且通過這個(gè)hash值計(jì)算數(shù)組位置下標(biāo)。hashCode()返回的int范圍高達(dá)±21億，先不考慮負(fù)數(shù)，HashMap內(nèi)部使用的數(shù)組得有多大？
首先HashMap初始化時(shí)，默認(rèn)的數(shù)組大小只有16，通過位運(yùn)算1<<4計(jì)算得出。并且，數(shù)組的長(zhǎng)度必須為2n （MUST be a power of two）。因?yàn)閿?shù)組長(zhǎng)度為2的n次冪時(shí)，可以使用&與位運(yùn)算，結(jié)合hash值，快速計(jì)算該元素在數(shù)組中的下標(biāo)位置，提高HashMap的使用效率。

HashMap的擴(kuò)容機(jī)制：

HashMap底層采用數(shù)組+鏈表+紅黑樹，擴(kuò)容過程中需要按照數(shù)組容量和加載因子來進(jìn)行判斷。
數(shù)組容量：基礎(chǔ)數(shù)組Node<K,V>[] table的長(zhǎng)度。如果沒有指定容量，添加第一個(gè)元素時(shí)，該數(shù)組按照默認(rèn)值16進(jìn)行初始化。
加載因子：用來表示HashMap集合中元素的填滿程度，默認(rèn)為0.75f。越大則表示允許填滿的元素就越多，集合的空間利用率就越高，但是沖突的機(jī)會(huì)增加。反之，越小則沖突的機(jī)會(huì)就會(huì)越少，但是空間很多就浪費(fèi)。

什么時(shí)候擴(kuò)容？
HashMap的擴(kuò)容方法是resize()方法，發(fā)生下列兩種情況時(shí)，會(huì)發(fā)生擴(kuò)容：
1：HashMap中的元素個(gè)數(shù)超過擴(kuò)容閾值threshold時(shí)，就會(huì)進(jìn)行數(shù)組擴(kuò)容（擴(kuò)容閾值threshold = 數(shù)組容量 × 加載因子）。例如：加載因子(LoadFactor)的默認(rèn)值為0.75f，數(shù)組容量默認(rèn)為16，當(dāng)HashMap中元素個(gè)數(shù)超過16 × 0.75=12的時(shí)候，數(shù)組就會(huì)擴(kuò)容（HashMap擴(kuò)容時(shí)，會(huì)按照當(dāng)前數(shù)組的容量擴(kuò)容2倍）。

// 新容量 = 原有容量的2倍
newCap = oldCap << 1

2：HashMap加入新元素時(shí)，如果鏈表長(zhǎng)度大于8時(shí)，會(huì)將當(dāng)前鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹。在轉(zhuǎn)換紅黑樹之前，會(huì)判斷數(shù)組長(zhǎng)度，如果小于64，會(huì)產(chǎn)生數(shù)組擴(kuò)容。如果數(shù)組長(zhǎng)度大于64，才會(huì)將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹。（鏈表屬于線性查找，速度慢）