1.概述
HashMap可以说是在java中应用最频繁Map类型了。HashMap 是基于哈希表的 Map 接口的非同步实现====>这里可以说明，它不能保证映射的顺序，特别是它不能保证该顺序亘古不变，因为加入的元素是根据哈希值来存储的。HashMap允许存储null的key值和null的value值。
由于HashMap是基于哈希表来实现的，所以此实现假定哈希函数将元素适当地分布在各桶之间，可为基本操作(get 和 put)提供稳定的性能。迭代 collection 视图所需的时间与 HashMap 实例的“容量”(桶的数量)及其大小(键-值映射关系数)成比例。所以，如果迭代性能很重要，则不要将初始容量设置得太高或将加载因子设置得太低。
需要注意的是：HashMap 不是同步的，如果多个线程同时访问一个 HashMap，而其中至少一个线程从结构上(指添加或者删除一个或多个映射关系的任何操作)修改了，则必须保持外部同步，以防止对映射进行意外的非同步访问。
2.实现原理
HashMap中的存储方式是数组+链表+红黑树。其中数组的类型是Entry类型的数组，当我们往HashMap内填充元素时，首先会计算其key的hashcode来重新计算key的hash值，并找到数组中对应的下标，如果该位置目前并没有元素，则直接将该元素放入数组中；如果该位置目前已经有了元素，则把新的元素加入到链表中。当元素的长度超过阈值(JDK1.8中该值为8)时，链表则会转换为红黑树(转换为红黑树还需要满足其他的条件，链表长度达到阈值只是其中的一个条件)，这样会大大提高我们查找的效率。
HashMap的存储结构图。当链表过长时(>=8)，会转换成红黑树来存储，以便提高查找效率：
使用这种存储方式是为了解决哈希碰撞的问题，换言之，链表中的每个key，都具有相同的哈希值。最极端的情况就是，当所有的元素都具有相同的哈希值，那么HashMap会退化为一个链表，查找时间也从O(1)上升到O(N)。当N越来越大时，get(key)方法的开销也越来越大。因此，在JDK1.8里面加入了一个红黑树：当某个桶内的记录过大的话(>=8)，HashMap会动态的使用一个专门的treemap实现来替换掉它。这样做的结果会更好，是O(logn)，而不是糟糕的O(n)。它是如何去工作的呢：
前面产生冲突的那些key对应的记录只是简单的追加到一个链表后面，这些记录只能通过遍历来进行查找。但是超过这个阈值后HashMap开始将列表升级成一个二叉树，使用哈希值作为树的分支变量，如果两个哈希值不等，但指向同一个桶的话，较大的那个会插入到右子树里。如果哈希值相等，HashMap希望key值最好是实现了Comparable接口的，这样它可以按照顺序来进行插入。
3.源码及分析
首先看一下HashMap的定义以及一些属性
public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable { private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; transient Node[] table; transient Set> entrySet; transient int size; transient int modCount; int threshold; final float loadFactor;在这里我们可以看到，HashMap是继承于AbstractMap，并且实现了Map, Cloneable, Serializable接口。其默认的初始容量为16(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4)，最大容量为2的30次幂(MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30)，默认的加载因子为0.75(即当HashMap目前存储的元素超过其初始值加载因子，即160.75=12时，HashMap会进行扩容)。其他的我们可以看到TREEIFY_THRESHOLD = 8;表明当链表长度超过8时，会转化为红黑树。
HashMap中涉及的数据结构：
static class Node implements Map.Entry { //以下4行即为一个Entry final int hash; final K key; V value; Node next; Node(int hash, K key, V value, Node next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; }HashMap的构造函数：
//构造函数1：指定初始容量和加载因子 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); /*指定的初始容量如果大于最大容量，则默认以最大容量座作为初始容 *量，则2的30次幂 */ if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)