hashmap底层实现原理？

一、哈希表概述

哈希表（Hash Map是一种常见的数据结构，用于实现键值对的存储和检索。它通过将键转换为哈希码，然后将哈希码映射到数组的索引来实现快速查找。在Java语言中，HashMap是一种常用的哈希表实现，它提供了高效的插入、删除和查找操作，被广泛应用于各种场景中。

二、哈希表底层实现原理

1. 数据结构

HashMap的底层实现是基于数组和链表（或红黑树）的组合。它使用一个数组来存储哈希桶（Hash Bucket），每个哈希桶中存储着一个链表（或红黑树）的头节点。当哈希冲突发生时，即不同的键映射到了同一个索引上，HashMap会将发生冲突的键值对按顺序存储在链表（或红黑树）中。

2. 哈希码计算

在HashMap中，键的哈希码决定了它在数组中的位置。当我们向HashMap中插入一个键值对时，HashMap会首先计算键的哈希码。HashMap调用键对象的hashCode()方法得到键的哈希码，然后通过对数组长度取模的运算来得到键在数组中的索引。

3. 解决冲突

由于不同的键可能映射到同一个索引上，所以必须要解决哈希冲突的问题。在早期的HashMap版本中，使用的是链表来解决冲突。当新的键值对插入到发生冲突的哈希桶中时，它会被添加到链表的末尾。但是，随着链表长度的增加，查找性能会下降，因此Java 8引入了红黑树来替代链表，从而提高了性能。

4. 扩容与重新哈希

当哈希表中的元素个数达到了容量的75%时，HashMap会进行扩容操作。扩容的过程中，HashMap会将数组长度变为原来的两倍，并重新计算每个键的索引位置，这个过程称为重新哈希。这样可以减少哈希冲突，提高哈希表的性能。

5. 迭代顺序

在Java 8之前，HashMap中的元素是无序的。但是在Java 8之后，HashMap引入了红黑树来解决哈希冲突，这也改变了迭代顺序。具体来说，HashMap中元素的迭代顺序取决于键值对的插入顺序、哈希桶的顺序以及红黑树的顺序。

三、总结

总的来说，HashMap是一种高效的哈希表实现，它采用了数组和链表（或红黑树）的组合来存储键值对。通过计算键的哈希码、解决哈希冲突、扩容与重新哈希以及迭代顺序的处理，HashMap实现了高效的插入、删除和查找操作。这些特性使得HashMap成为了Java中最常用的数据结构之一，并在各种场景中得到了广泛的应用。