1，數據結構
JDK1.8後添加紅黑樹，底層是數組+鏈表紅黑樹實現。
鏈表長度>8 & 數組長度>=64 ====> 紅黑樹
紅黑樹節點數<6 =====>鏈表
2，HashMap的插入原理
1，判斷數組爲空--->初始化，初始化，默認初始化容量（capactiy）16，必須是2的冪，最大值爲int最大值，默認初始化加載因子（factor）是0.75f，同時設置臨界值爲16*0.75f, 如果自己傳入初始大小k，初始化大小爲 大於k的 2的整數次方，例如如果傳10，大小爲16
2，數組不爲空 ==> 計算key的hash值，若key爲null，則放在table[0]位置，不爲空，則先計算hash，然後通過hash與table.length取模計算index的值，然後將key放到table[index]位置，
3，當table[index]已存在其它元素時，說明發生了hash衝突(存在二個節點key的hash值一樣),
4，繼續判斷key是否相等，相等，用新的value替換原數據
5，若key不相等，判斷當前節點類型是不是樹型節點，如果是樹型節點，創造樹型節點插入紅黑樹中；
6，如果不是樹型節點，創建普通Node加入鏈表中；判斷鏈表長度是否大於 8， 大於的話鏈表轉換爲紅黑樹；
7，若小於8，會在table[index]位置形成一個鏈表，將新添加的元素放在table[index]，原來的元素通過Entry的next進行鏈接，這樣以鏈表形式解決hash衝突問題，
8，插入完成之後判斷當前節點數是否大於閾值，如果大於開始擴容爲原數組的二倍。
這個閾值是8，紅黑樹轉鏈表的閾值是6；因爲只有長度N>=7的時候，紅黑樹的平均查找長度lgN纔會小於鏈表的平均查找長度N/2，這個可以畫函數圖來確定，lgN與N/2的交點處N約爲6.64。設置成8是爲了防止出現頻繁的鏈表與紅黑樹的轉換，當大於8的時候鏈表轉紅黑樹，小於6的時候紅黑樹轉鏈表，中間這一段作爲緩衝
3，HashMap的哈希函數怎麼設計？
hash函數是拿到key的hashCode值，是一個32位的int值，然後將hashcode的高16位和低16位進行異或操作
這樣設計的原因：
1，儘可能降低hash碰撞，因此採用了位運算
2，算法一定要高效，因爲這是高頻操作，因此採用位運算
注意：異或運算：如果a、b兩個值不相同，則異或結果爲1。如果a、b兩個值相同，異或結果爲0
4，爲什麼採用hashcode的高16位和低16位異或就能降低hash碰撞，hash函數能不能直接用key的hashcode？
因爲key.hashcode()方法調用的是key鍵值類型自帶的hash函數，返回int類型散列值。int值的範圍是前後加起來大約是40億的映射空間。只要是hash函數映射的比較均勻鬆散，一般應用是很難出現碰撞的。但是40億長度的數組，內存肯定放不下。如果HashMap數組的初始大小才16，用之前還需要先對數組的長度進行模運算，得到的餘數才能用來訪問數組下標。所以用位運算，位運算比模運算快。這裏也剛好解釋了爲什麼HashMap的數組長度要取2的整數冪。因爲這樣，（數組長度-1）正好相當於一個“低位掩碼”。“與”操作的結果就是散列值的高位全部歸零，只保留低位值，用來做數組下標訪問。
5，爲什麼它使用紅黑樹不使用二叉樹？
紅黑樹犧牲了一些查找性能，但是本身並不是完全平衡的二叉樹。因此插入刪除效率高，二叉樹是相反的。
6，你之前提到了負載因子，你知道它有什麼作用嗎？
負載因子表示HashMap的擁擠程度，影響到hash操作到同一個數組位置的概率。默認的負載因子是0.75，當hashmap裏容納的元素達到數組長度的75%時，就會擴容，在HashMap的構造器中可以定製負載因子。
7，你現在可以給我講講get方法的過程嗎？
計算出key的hashcode，根據hashcode定位該元素所在桶的下標，若桶爲空，則返回null，不爲空，遍歷Entry對象鏈表，直到找到元素，沒找到就返回null。
8，HashMap如何解決衝突？
- 鏈地址法：將衝突的元素存入數組後面的鏈表中，hashMap中使用的方法就是鏈地址法，也就是數組+單鏈表
- 再哈希：同時構造多個不同的hash函數，第一個衝突就使用第二個，以此類推
- 建立公共溢出區：將衝突的元素存入數組後面的鏈表中，hashMap中使用的方法就是鏈地址法，也就是數組+單鏈表。
- 開放地址法：從發生衝突的單元起，按照一定的順序從哈希表中找出一個空白單元，然後把衝突元素存入該單元的方法
9，JDK1.8對HashMap還做了哪些優化？
- 數組+鏈表改成了數組+鏈表或紅黑樹；
- 鏈表的插入方式從頭插法改成了尾插法，簡單說就是插入時，如果數組位置上已經有元素，1.7將新元素放到數組中，原始節點作爲新節點的後繼節點，1.8遍歷鏈表，將元素放置到鏈表的最後；
- 擴容的時候1.7需要對原數組中的元素進行重新hash定位在新數組的位置，1.8採用更簡單的判斷邏輯，位置不變或索引+舊容量大小；
- 在插入時，1.7先判斷是否需要擴容，再插入，1.8先進行插入，插入完成再判斷是否需要擴容；
10，爲什麼要做這種優化？
- 1.8使用紅黑樹：防止發生hash衝突，鏈表長度過長，將時間複雜度由
O(n)降爲O(logn);- 1.8使用尾插法：因爲1.7頭插法擴容時，頭插法會使鏈表發生反轉，多線程環境下會產生環；A線程在插入節點B，B線程也在插入，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
- 這是由於擴容是擴大爲原數組大小的2倍，用於計算數組位置的掩碼僅僅只是高位多了一個1，怎麼理解呢？擴容前長度爲16，用於計算(n-1) & hash 的二進制n-1爲0000 1111，擴容爲32後的二進制就高位多了1，爲0001 1111。因爲是& 運算，1和任何數 & 都是它本身，那就分二種情況，如下圖：原數據hashcode高位第4位爲0和高位爲1的情況；第四位高位爲0，重新hash數值不變，第四位爲1，重新hash數值比原來大16（舊數組的容量）
11，那HashMap是線程安全的嗎？
不是，在多線程環境下，1.7 會產生死循環、數據丟失、數據覆蓋的問題，1.8 中會有數據覆蓋的問題，以1.8爲例，當A線程判斷index位置爲空後正好掛起，B線程開始往index位置的寫入節點數據，這時A線程恢復現場，執行賦值操作，就把A線程的數據給覆蓋了；還有++size這個地方也會造成多線程同時擴容等問題。
怎麼解決線程不安全？
- Java中有HashTable、Collections.synchronizedMap、以及ConcurrentHashMap可以實現線程安全的Map。
- HashTable是直接在操作方法上加synchronized關鍵字，鎖住整個數組，鎖粒度比較大，
- Collections.synchronizedMap是使用Collections集合工具的內部類，通過傳入Map封裝出一個SynchronizedMap對象，內部定義了一個對象鎖，方法通過對象鎖實現線程安全；
- ConcurrentHashMap使用分段鎖，降低了鎖粒度，讓併發度大大提高。
12，ConcurrentHashMap的分段鎖的實現原理？
ConcurrentHashMap成員變量使用volatile 修飾，免除了指令重排序，同時保證內存可見性，另外使用CAS操作和synchronized結合實現賦值操作，多線程操作只會鎖住當前操作索引的節點。（線程A鎖住A節點所在鏈表，線程B鎖住B節點所在鏈表，操作互不干涉）
13，鏈表轉紅黑樹是鏈表長度達到閾值，這個閾值是多少？爲什麼是8，不是16，32甚至是7 ？又爲什麼紅黑樹轉鏈表的閾值是 6，不是8了呢？
閾值是8，紅黑樹轉鏈表閾值爲6，
因爲經過計算，在hash函數設計合理的情況下，發生hash碰撞8次的機率爲百萬分之6，概率說話。。因爲8夠用了，至於爲什麼轉回來是6，因爲如果hash碰撞次數在8附近徘徊，會一直髮生鏈表和紅黑樹的互相轉化，爲了預防這種情況的發生，設置爲6
14，HashMap內部節點是有序的嗎？
是無序的，根據hash值隨機插入
那有沒有有序的Map？
LinkedHashMap 和 TreeMap
跟我講講LinkedHashMap怎麼實現有序的？
LinkedHashMap內部維護了一個單鏈表，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。
TreeMap怎麼實現有序的？
TreeMap是按照Key的自然順序或者實現的Comprator接口的比較函數的順序進行排序，內部是通過紅黑樹來實現。所以要麼key所屬的類實現Comparable接口，或者自定義一個實現了Comparator接口的比較器，傳給TreeMap用於key的比較