一、数据结构
HashMap的底层主要基于数组和链表（或红黑树）实现。数组用于存储桶（bucket），每个桶可以包含一个链表或红黑树（在JDK 1.8及之后版本中），用于解决哈希冲突。
二、哈希函数与哈希值
每个键都会通过哈希函数计算出一个哈希值，然后通过哈希值决定数据应该存储在哪个桶中。哈希函数的主要目的是将数据均匀地分布在不同的桶中，从而减少哈希碰撞（即两个不同的键映射到同一个桶中的情况）。
三、put方法实现
put方法用于将键值对插入到HashMap中。其实现过程如下：
- 首先，通过键的hashCode()方法计算键的哈希值。
- 使用哈希算法将哈希值转换为数组的下标，定位到具体的桶。
- 如果桶为空，则直接在桶中插入新节点。
- 如果桶不为空，则遍历链表或红黑树，查找键是否已存在。
- 如果键已存在，则替换对应的值。
- 如果键不存在，则将新节点插入到链表的末尾（在JDK 1.8及之后版本中），并根据链表长度是否达到阈值（默认为8）来决定是否将链表转化为红黑树。
- 更新修改次数和元素数量，并进行必要的操作，如检查是否需要扩容。
四、get方法实现
get方法用于根据键来获取值。其实现过程如下：
- 首先，传入要查找的键，并通过hash(key)方法计算键的哈希值。
- 使用哈希值确定键在HashMap中的桶位置。
- 在确定的桶位置找到对应的链表或红黑树，并遍历它。
- 如果桶为空，则返回null，表示没有找到对应的值。
- 如果桶不为空，则使用键的equals()方法来比较传入的键和当前节点的键是否相等。
- 如果找到了相等的键，则返回对应节点的值。
- 如果遍历完整个链表或红黑树仍然没有找到相等的键，则返回null，表示没有找到对应的值。
五、扩容机制
当HashMap中的元素数量超过阈值（默认为数组容量的75%）时，会自动触发扩容操作。扩容过程如下：
- 创建一个新的数组，容量是原来的两倍。
- 重新计算每个键的哈希值和索引位置。
- 将键值对重新插入到新的数组中。
在扩容过程中，会根据哈希码的高位来确定键值对是保留在原来的位置还是移动到新的位置。
六、其他特性
- 允许null键和null值：HashMap允许存储null键和null值，但null键只能有一个。
- 线程不安全：HashMap在默认情况下是非线程安全的。多个线程同时对HashMap进行插入、删除或查找操作可能会导致不一致的结果。在并发环境下，应考虑使用线程安全的ConcurrentHashMap或使用适当的同步机制来保护HashMap的访问。
- 负载因子：负载因子是HashMap在扩容之前允许的平均桶占用比例，默认为0.75。负载因子较小可以减少哈希冲突的概率，但会增加空间占用。
