在面试中，面试官为什么会经常问HashMap呢？
首先，HashMap在编程过程中使用的频率非常高，所以会考察对它的掌握程度。
其次，HasHMap涉及的知识面非常广泛，它涉及了数组，链表，红黑树，哈希算法等知识点，通过它可以很好的考察被面者的基础知识。
HashMap是用来存储Key-Value键值对的一种集合，这个键值对也叫Entry。
JDK1.7中，HashMap是通过数组+链表来实现的，而到了JDK1.8则是数组+链表+红黑树实现，下边内容主要是针对JDK1.8版本的HashMap。
先看一下HashMap的数据结构图:
HashMap的几个关键属性:
/**
* 默认初始容量 - 必须是 2 的幂。
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
/**
*最大容量
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* 负载因子
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
/**
*节点上链表转换为红黑树的阀值
*/
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
/**
* 红黑树退化为链表的阀值
*/
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
/**
* 可进行红黑树转化的容量阀值
*/
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
HashMap根据key的hash值来存储数据，HashMap最多只允许一个key为null的记录。
Hash算法: 就是根据设定的Hash函数H(key)和处理冲突方法，将一组关键字映射到一个有限的地址区间上的算法。
Hash冲突: 由于用于计算的数据key是无限的H(key),而映射到的区间是有限的，所以肯定会存在两个key使得H(key1)=H(key2)，这就是hash冲突。HashMap采用链地址法（拉链法）解决冲突问题。即将哈希值相同的元素构成一个链表,并将单链表的头指针存放在哈希表的第i个单元中(通过H(key)计算得到的index所对应的数组位置)，查找、插入和删除主要在链表中进行。链表法适用于经常进行插入和删除的情况。
HashMap中put元素的过程: 假如要在table[I]位置插入: 1 首先判断table[I]是否为空，如果为空直接插入 2 如果不为空，判断当前元素的key和待插入元素的key是否相同，相同则替换 3 如果key不同，判断当前位置是否为treeNode，即table[I]是不是红黑树，如果是的话直接在 树中插入该元素 4 如果当前位置是链表，判断是否长度大于8，并且达到了转换成红黑树的容量阀值，如果满足条则将链表转换为红黑树，在红黑树中插入，否则遍历链表，如果遍历到相同的key，则替换，否则链表下一个节点指向该元素。
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;
//计算落在 hash数组的位置，如果当前位置为空，直接在当前位置添加节点
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))))
//如果key相同，则替换当前元素
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
//如果当前是树结构,向树上添加元素
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//当前结构依然是链表，遍历链表，直到末尾或者找到 key相同的元素替换
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) { //如果是已经存在的元素，判断是否替换
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//如果超过容量阈值，进行扩容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
HashMap中的扩容机制: 当HashMap中元素的个数达到了阈值，(capacity * load factor)， DEFAULT_INITIAL_CAPACITY=16，DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f，元素个数超过16* 0.75 = 12时，将数组的大小扩展为2* 16 = 32，然后重新计算每个元素在hashmap中的位置数组 HashMap中，元素存放的位置与hash数组的个数是有关系的(tab[i = (n - 1) & hash])，所以当发生扩容时，hash数组的个数发生了变化，这个时候，元素也需要重新进行hash计算。由于put时计算hash数组角标是通过i = (n - 1) & hash计算的，其中n是的2的x次幂，扩容时，容量变为原来的两倍,n-1 == (n-1)<<1 & 1，所以hash数组中的元素，要么还在原来的index位置，要么在原index往后移动原容量大小的位置。
当HashMap中一个链表的节点个数达到8(TREEIFY_THRESHOLD = 8)个时，如果数组长度没有达到64，那么HashMap会扩容。如果达到64，就会首先将该链表转换成红黑树，Node类型从Node变成TreeNode。相反，移除元素，下一次执行reset()方法时，会判断树中的节点数，如果小于6(UNTREEIFY_THRESHOLD = 6)，也会将树转换为链表。
