底層資料結構是雜湊表結構（鍊錶雜湊：陣列+單向鍊錶），結合了陣列和鍊錶的優點，當鍊表長度超過8時，鍊錶會轉為紅黑樹。陣列中的每乙個元素都是鍊錶。總結來說就是hashmap在jdk1.8之前底層是由陣列+鍊錶實現的，在jdk1.8開始底層是由陣列+鍊錶或者陣列+紅黑樹實現的。
追問：為什麼在1.8中增加紅黑樹？
當需要查詢某個元素的時候，線性探索是最直白的方式，它會把所有資料遍歷一遍直到找到你所查詢的資料，對於陣列和鍊錶這種線性結構來說，當鍊表長度過長（資料有成百上千）的時候，會造成鍊錶過深的問題，這種查詢方式效率極低，時間複雜度是o(n)。簡單來說紅黑樹的出現就是為了提高資料檢索的速度。
追問：鍊錶過深問題為什麼不用二叉查詢樹代替，而選擇紅黑樹？為什麼不一直使用紅黑樹？
二叉樹在特殊情況下會變成一條線性結構，這就跟原來的鍊錶結構一樣了，選擇紅黑樹就是為了解決二叉樹的缺陷。
紅黑樹在插入資料的時候需要通過左旋、右旋、變色這些操作來保持平衡，為了保持這種平衡是需要付出代價的。當鍊表很短的時候，沒必要使用紅黑樹，否則會導致效率更低，當鍊表很長的時候，使用紅黑樹，保持平衡的操作所消耗的資源要遠小於遍歷鍊錶鎖消耗的效率，所以才會設定乙個閾值，去判斷什麼時候使用鍊錶，什麼時候使用紅黑樹。
追問：講一下你對紅黑樹的認識
儲存物件時，將key和vaule傳給put()方法：
判斷陣列是否為空，為空進行初始化;
不為空，計算 k 的 hash 值，通過(n - 1) & hash計算應當存放在陣列中的下標 index;
檢視 table[index] 是否存在資料，沒有資料就構造乙個node節點存放在 table[index] 中；
存在資料，說明發生了hash衝突(存在二個節點key的hash值一樣), 繼續判斷key是否相等，相等，用新的value替換原資料(onlyifabsent為false)；
如果不相等，判斷當前節點型別是不是樹型節點，如果是樹型節點，創造樹型節點插入紅黑樹中；(如果當前節點是樹型節點證明當前已經是紅黑樹了)
如果不是樹型節點，建立普通node加入鍊錶中；判斷鍊錶長度是否大於8並且陣列長度大於64，大於的話鍊錶轉換為紅黑樹；
插入完成之後判斷當前節點數是否大於閾值（capacity*loadfactor），如果大於開始擴容為原陣列的二倍。
下面以流程圖方式更加直觀的看一下插入流程：
獲取物件時，將key傳給get()方法：
呼叫hash(key)方法獲取key對應的hash值從而獲取該鍵值對在陣列中的下標。
對鍊錶進行順序遍歷，使用equals()方法查詢鍊錶中相等的key對應的value值。
追問：說一下陣列是怎麼擴容的？
建立乙個新陣列，新陣列初始化容量大小是舊陣列的兩倍，對原陣列中元素重新進行一次hash從而定位在新陣列中的儲存位置，元素在新陣列中的位置只有兩種，原下標位置或原下標+舊陣列的大小。
追問：為什麼要對原陣列中元素再重新進行一次hash？直接複製到新陣列不行嗎？
因為陣列長度擴大以後hash規則也會隨之變化。
hash的公式—> index = hashcode（key） & （length - 1）
追問：在插入元素的時候，jdk1.7與jdk1.8有什麼不同？
1.7是先判斷是否需要擴容，再進行插入操作。1.8是先插入，插入完成之後再判斷是否需要擴容。
注：hashcode是用來定位的，定鍵值對在陣列中的儲存位置。equals()方法是用來定性的，比較兩個物件是否相等。
新值會作為鍊錶的頭部替換原來的值，原來的值會被順推到鍊錶當中。下面以**方式說明一下：
設計者認為後來插入的值被查詢的概率比較高，使用頭插法可以提高查詢的效率。
jdk1.8之前擴容的時候，頭插法會導致鍊錶反轉，在多執行緒情況下會出現環形鍊錶，導致取值的時候出現死迴圈，jdk1.8開始在同樣的前提下就不會導致死迴圈，因為在擴容轉移前後鍊錶的順序不變，保持之前節點的引用關係。
例：a執行緒和b執行緒同時向同乙個下標位置插入節點，遇到容量不夠開始擴容，重新hash，放置元素，採用頭插法，後遍歷到的b節點放入了頭部，這樣形成了環，如下圖所示：
使用new hashmap()不傳值，預設大小是16，負載因子是0.75。如果傳入引數k，那麼初始化容量大小為大於k的2的最小整數冪。比如傳入的是10，那麼初始化容量大小就是16（2的4次方）。
注：有興趣可以思考一下為什麼負載因子是0.75，而不是0.6，也不是0.5。可以參考為什麼 hashmap 的載入因子是0.75。
追問：為什麼hashmap的陣列長度要取2的整數冪？
因為這樣陣列長度-1正好相當於乙個「低位掩碼」。「與」操作的結果就是雜湊值的高位全部歸零，只保留低位值，用來做陣列下標訪問。以初始長度16為例，16-1=15。2進製表示是00000000 00000000 00001111。和某雜湊值做「與」操作如下，結果就是擷取了最低的四位值。
key的hashcode是乙個32位的int型別值，hash函式就是將hashcode的高16位和低16位進行異或運算。
追問：雜湊函式為什麼這麼設計？
這是乙個擾動函式，這樣設計的原因主要有兩點：
可以最大程度的降低hash碰撞的概率（hash值越分散越好）；
因為是高頻操作，所以採用位運算，讓演算法更加高效；
不是，在多執行緒的情況下，1.7的hashmap會導致死迴圈、資料丟失、資料覆蓋。在1.8中如果有多個執行緒同時put()元素還是會存在資料覆蓋的問題。以1.8位例，a執行緒判斷index位置為空後正好掛起，b執行緒開始向index位置寫入節點資料，這時a執行緒恢復現場，執行賦值操作，就把a執行緒的資料給覆蓋了。
追問：如何解決這個執行緒不安全的問題？
可以使用hashtable、collections.synchronizedmap、以及concurrenthashmap這些執行緒安全的map。
追問：分別講一下這幾種map都是如何實現執行緒安全的？
hashtable是直接在操作方法上加synchronized關鍵字，鎖住整個陣列，粒度比較大；
collections.synchronizedmap是使用collections集合工具的內部類，通過傳入map封裝出乙個synchronizedmap物件，內部定義了乙個物件鎖，方法內通過物件鎖實現；
concurrenthashmap在jdk1.7中使用分段鎖，降低了鎖粒度，讓併發度大大提高，在jdk 1.8 中直接採用了cas（無鎖演算法）+ synchronized的方式來實現執行緒安全。
底層資料結構：1.7中是陣列+鍊錶。1.8中是陣列+鍊錶或陣列+紅黑樹；
元素插入方式：1.7是頭插法插入鍊錶。1.7是尾插法插入鍊錶；
節點型別：1.7中陣列中節點型別是entry節點，1.8中陣列中節點型別是node節點；
元素插入流程：1.7中是先判斷是否需要擴容，再插入。1.8中是先插入，插入成功之後再判斷是否需要擴容；
擴容方式：1.7中需要對原陣列中元素重新進行hash定位在新陣列中的位置。1.8中採用更簡單的邏輯判斷，原下標位置或原下標+舊陣列的大小。
是無序的，根據hash值隨機插入。
追問：你知道哪些有序的map？
linkedhashmap和treemap。
追問：說一下這兩種map分別是怎麼實現有序的
linkedhashmap： linkedhashmap內部維護了乙個單鏈表，有頭尾節點，同時linkedhashmap節點entry內部除了繼承hashmap的node屬性，還有before 和 after用於標識前置節點和後置節點。可以實現按插入的順序或訪問順序排序。
treehashmap：treemap是按照key的自然順序或者comprator的順序進行排序，內部是通過紅黑樹來實現。所以要麼key所屬的類實現comparable介面，或者自定義乙個實現了comparator介面的比較器，傳給treemap用於key的比較。
linkedhashmap 儲存了記錄的插入順序，在用 iterator 遍歷時，先取到的記錄肯定是先插入的；遍歷比 hashmap 慢。treemap 實現 sortmap 介面，能夠把它儲存的記錄根據鍵排序（預設按鍵值公升序排序，也可以指定排序的比較器）
追問：講一下這三種map的使用場景
一般情況下，使用最多的是 hashmap。
hashmap：在 map 中插入、刪除和定位元素時；
treemap：在需要按自然順序或自定義順序遍歷鍵的情況下；
linkedhashmap：在需要輸出的順序和輸入的順序相同的情況下。
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