HashMap是一个数组链表和红黑树的结合体 HashMap的第一层表现是数组，HashMap默认创建一个长度为十六的数组来储存数据，但不同的是，它并非是先放在第0个索引，然后第一个索引那么放置，而是通过key获取对应的32位hash值，然后高十六位和低十六位进行异或操作，然后用结果的后四位和15的二进制（也就是1111）进行与操作，得到一个0-15之间的值来匹配索引位置。

当匹配到的索引位置已经有值时，他会和当前索引中保存的所有key通过equal方法进行判断是否相等，如果相等则进行覆盖，不相等时，则保存在最后一个值的next属性中，作为链表保存。

当一个链表过长时，注定会影响查询性能，此时则需要一个能够平衡性能的数据结构进行保存，当链表长度大于8时，链表变为被转换为红黑树保存，同理，当数据被删除的过少时，也会被转换为链表，不过不是8，而是6，当数据量为六个时，红黑树又会被转化为链表。这相当于在两个变换过程中加了一个缓冲区，防止因为删除和新增操作造成的频繁变换，造成性能损耗。

HashMap默认创建十六长度的数组，我们也可以自定义长度，不过整个长度必须是2的n次幂，因为存放索引是通过二进制的异或操作结果确定的，如果数组长度不是二进制，那么会导致部分长度无法访问，或者是部分长度根本不存在的问题（当我们调用HashMap的构造方法时，如果不传入2的n次幂的整数，他则会寻找最近的值作为HashMap的初始长度）

HashMap也会进行扩容，当数组容量超过负载因子的百分比时（默认是百分之七十五，可以创建HashMap时自己设置），HashMap会进行容量乘二的扩容，但因为容量的变化，所以各个hash值的索引也会改变，所有元素都需要重新存储（即使没有这个原因，也要重新存储，因为数组是一个连续的内存，想要扩容数组只有一边办法，那就是找到更长的连续内存，创建一个新数组）。

了解完HashMap后实际上会有一些疑问，比如说，他在处理索引时会进行复杂的操作，他会通过扰动函数（也就是说之前说的用hashcode的高十六位和第十六位进行异或操作）得到一个新的值，在将新的值的后四位和15的二级制进行与操作，这一步的意义是什么呢？我为什么不直接取hash值的后四位呢？官方解释是让其分布更平均，那为什么他生成的hash值的后四位就不平均呢？

猜测可能有两种可能，一种是hash值的生成本身就有缺陷，后四位可能更倾向于某个位置，第二种可能是hash值的生成和key有着比较规律性的关联，而在一个项目中的key通常又很相似，所以会造成最终的hash值后四位比较相似。

HashMap源码

首先HashMap的put方法会调用hashcode函数来获取hash值

我们进入hash方法，如下

这一步是在将获取的hashcode的高位和低位进行异或运算，这也是我们上面说的扰动函数，其中hashCode方法就是在获取hash值，我们进入hashCode

可以看到这个方法没有做实现，首先这绝对不是一个接口，没有实现是因为hashCode方法的是实现是内置在JVM中的c++语言实现的，所以在java代码中看不到。当获取完hash值后，我们便可以进入第一步的putVal方法中进行添加key和value了。

其中Node类就是我们保存的一个值，而tab是Node的数组，也可以知道他就是最终保存数据的结构，其中Node类内容如下

可以看到Node的属性包括hash值，key，value，以及next用来保存下一位节点的引用

了解了Node的结构后，在看回putVal的代码

当数据量超过负载因子规定时则调用resize方法

HashMap源码中的红黑树转换以及新增删除逻辑极为复杂，这里就不说了。