HashMap 源码和底层原理在现在面试中是必问的。因此，我们非常有必要搞清楚它的底层实现和思想，才能在面试中对答如流，跟面试官大战三百回合。文章较长，介绍了很多原理性的问题，希望对你有所帮助~
目录本篇文章主要包括以下内容：
HashMap 的存储结构
常用变量说明，如加载因子等
HashMap 的四个构造函数
tableSizeFor()方法及作用
put()方法详解
hash()方法，以及避免哈希碰撞的原理
resize()扩容机制及原理
get()方法
为什么HashMap链表会形成死循环，JDK1.8做了哪些优化
正文说明：本篇主要以JDK1.8的源码来分析，顺带讲下和JDK1.7的一些区别。
HashMap存储结构这里需要区分一下，JDK1.7和 JDK1.8之后的 HashMap 存储结构。在JDK1.7及之前，是用数组加链表的方式存储的。
但是，众所周知，当链表的长度特别长的时候，查询效率将直线下降，查询的时间复杂度为 O(n)。因此，JDK1.8 把它设计为达到一个特定的阈值之后，就将链表转化为红黑树。
这里简单说下红黑树的特点：
每个节点只有两种颜色：红色或者黑色
根节点必须是黑色
每个叶子节点（NIL）都是黑色的空节点
从根节点到叶子节点，不能出现两个连续的红色节点
从任一节点出发，到它下边的子节点的路径包含的黑色节点数目都相同
由于红黑树，是一个自平衡的二叉搜索树，因此可以使查询的时间复杂度降为O(logn)。（红黑树不是本文重点，不了解的童鞋可自行查阅相关资料哈）
HashMap 结构示意图：
在 HashMap源码中，比较重要的常用变量，主要有以下这些。还有两个内部类来表示普通链表的节点和红黑树节点。
//默认的初始化容量为16，必须是2的n次幂 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 //最大容量为 2^30 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //默认的加载因子0.75，乘以数组容量得到的值，用来表示元素个数达到多少时，需要扩容。 //为什么设置 0.75 这个值呢，简单来说就是时间和空间的权衡。 //若小于0.75如0.5，则数组长度达到一半大小就需要扩容，空间使用率大大降低， //若大于0.75如0.8，则会增大hash冲突的概率，影响查询效率。 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //刚才提到了当链表长度过长时，会有一个阈值，超过这个阈值8就会转化为红黑树 static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; //当红黑树上的元素个数，减少到6个时，就退化为链表 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; //链表转化为红黑树，除了有阈值的限制，还有另外一个限制，需要数组容量至少达到64，才会树化。 //这是为了避免，数组扩容和树化阈值之间的冲突。 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; //存放所有Node节点的数组 transient Node<K,V>[] table; //存放所有的键值对 transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet; //map中的实际键值对个数，即数组中元素个数 transient int size; //每次结构改变时，都会自增，fail-fast机制，这是一种错误检测机制。 //当迭代集合的时候，如果结构发生改变，则会发生 fail-fast，抛出异常。 transient int modCount; //数组扩容阈值 int threshold; //加载因子 final float loadFactor; //普通单向链表节点类 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { //key的hash值，put和get的时候都需要用到它来确定元素在数组中的位置 final int hash; final K key; V value; //指向单链表的下一个节点 Node<K,V> next; Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; } } //转化为红黑树的节点类 static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> { //当前节点的父节点 TreeNode<K,V> parent; //左孩子节点 TreeNode<K,V> left; //右孩子节点 TreeNode<K,V> right; //指向前一个节点 TreeNode<K,V> prev; // needed to unlink next upon deletion //当前节点是红色或者黑色的标识 boolean red; TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) { super(hash, key, val, next); } } HashMap 构造函数HashMap有四个构造函数可供我们使用，一起来看下：
//默认无参构造，指定一个默认的加载因子 public HashMap() { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; } //可指定容量的有参构造，但是需要注意当前我们指定的容量并不一定就是实际的容量，下面会说 public HashMap(int initialCapacity) { //同样使用默认加载因子 this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } //可指定容量和加载因子，但是笔者不建议自己手动指定非0.75的加载因子 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; //这里就是把我们指定的容量改为一个大于它的的最小的2次幂值，如传过来的容量是14，则返回16 //注意这里，按理说返回的值应该赋值给 capacity，即保证数组容量总是2的n次幂，为什么这里赋值给了 threshold 呢？ //先卖个关子，等到 resize 的时候再说 this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); } //可传入一个已有的map public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; putMapEntries(m, false); } //把传入的map里边的元素都加载到当前map final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) { int s = m.size(); if (s > 0) { if (table == null) { // pre-size float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F; int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ? (int)ft : MAXIMUM_CAPACITY); if (t > threshold) threshold = tableSizeFor(t); } else if (s > threshold) resize(); for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) { K key = e.getKey(); V value = e.getValue(); //put方法的具体实现，后边讲 putVal(hash(key), key, value, false, evict); } } } tableSizeFor()