hashmap底层实现原理：Hashmap、底层实现原理、hash函数、链表、红黑树

在Java中，Hashmap作为常用数据结构，主要用于存储键值对，并且可以高效地进行查找和删除操作。那么，Hashmap底层是如何实现的呢？

底层实现原理：

Hashmap的底层实现原理主要由三个部分组成：hash函数、链表和红黑树。其中hash函数是Hashmap的核心，它可以将任意的键值对映射成一个固定长度的整数，然后根据这个整数来计算出键值对在内存中的存储位置。如果键值对之间发生冲突，那么链表和红黑树就起到了很好的补充作用，解决了哈希碰撞的问题。

hash函数作用：

为了让Hashmap具有高效的查找和删除操作，hash函数必须满足两个条件：一是必须具有可预测性，也就是说对于相同的键值对，hash函数一定要得到相同的hash值；二是必须尽量避免哈希碰撞，即让不同的键值对得到不同的hash值。Java中，hash函数是通过将键值对的key和value进行异或运算、平移和掩码运算得到的。

链表解决哈希冲突：

当不同的键值对得到相同的hash值时，就产生了哈希碰撞。为了解决这个问题，Hashmap通过在每个存储桶中使用链表的方式，将所有hash值相同的键值对存储在同一个链表中。当我们需要添加或查找某个键值对时，只需要在对应的链表中遍历即可。但是，当链表过长时，我们依然需要遍历整个链表才能找到对应的键值对，这样效率就变得很低。为此，Java8在链表的基础上引入了红黑树，用来优化链表的访问速度。

红黑树优化链表：

当桶中的元素达到一定数量时，默认使用链表的方式存储键值对。但是，当链表长度达到一定程度时（默认为8），JDK会将链表转化为红黑树，这样在查找或删除操作时就可以通过对树的旋转来达到更高的访问速度和更快的操作效率。这种方式比单纯使用链表的方式，可以大幅减少遍历的次数和时间。

总结：

综上所述，Hashmap底层的实现原理就是通过hash函数将键值对映射到存储桶中，并采用链表和红黑树来避免哈希碰撞和优化访问速度。这种数据结构不仅可以高效地存储大量的键值对，而且可以快速查找和删除相关元素，大大提高了Java代码的运行效率。