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1、Map
Map 是一個接口，代表的是 key-value 鍵值對，Map 中不能包含重複的 key，一個 key 最多對應一個值。有一些 Map 的實現允許 null 值，一些則不允許 null 值。
2、HashMap
基於哈希表的 Map 接口實現。除了未實現同步並允許 null 值，HashMap 和 HashTable 大致一樣，不過 HashTable 基本上已經廢棄了，如果需要同步，可以使用 CurrentHashMap 作爲更好的代替。
下面來看一些 HashMap 中核心代碼
/**
* Returns a power of two size for the given target capacity.
*/
/*
這個方法是基於給定的 size 計算一個不小於 size 的 2^n，實際上相當於把 cap - 1 的
最高位及其後面所有的低位都置爲 1，得到 2^n - 1，最後結果 +1 得到 tableSize.
*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
HashMap 底層哈希表的 size 的大小總是 2 的倍數，這是 HashMap 在效率上的一個優化：當底層數組的 length 爲 2^n 時， h & (length - 1) 就相當於對 length 取模，其效率要比直接取模高得多。
// 查找哈希值爲 hash，key 爲 key 的節點
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
/*
第一步，判斷表是否爲空，如果爲空，直接返回null值
若不爲空，通過 hash 值對 table.length 取模（ (n - 1) & hash ）得到該節點在 table 中的下標
*/
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// 若該下標處有值，比較該位置的第一個元素的 hash 和 key 是否相等
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
// 這之後的代碼就是解決哈希衝突了，不過一般來說不大會走下面的代碼
if ((e = first.next) != null) {
/*
如果有哈希衝突，就接着往後面找
如果哈希衝突較多，使用的是紅黑樹處理哈希衝突，進行紅黑樹查找
*/
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
// 否則就是簡單的鏈表查找
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
// 遍歷完也沒找到，說明確實不存在，返回null值
}
}
return null;
}
// 往 HashMap 中存放哈希值爲 hash，key 爲 key 的節點
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
// 如果哈希表是空的，就初始化（這裏的 resize 其實就是初始化的作用）
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
// 如果該位置沒有值，直接放在改位置上
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 如果該位置有值並且 key 一樣，把 p 的引用賦給 e
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
// 如果該節點是 TreeNode（說明哈希衝突較多），則執行樹的插入算法
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 否則就是從鏈表裏繼續找，直到找到相同的 key 或者鏈表的最後
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
// 當鏈表的元素超過一個閥值是時，將鏈表轉換爲紅黑樹
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
// 如果不是 putIfAbsent ，則替換原來的值，並且返回原來的值
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
另一個值得注意的是 HashMap 的 resize 方法，這個方法會在初始化和擴展容量的時候使用。當擴展容量時，HashMap 的容量會擴充爲原來的 2 倍，同時，原來的所有元素需要重新計算哈希值，位置也會發生相應的變化，這是比較耗性能的，如果事先知道 Map 的 size，可以在一開始就創建大小適用的 Map 以減去 resize 的開銷。
從上面的代碼可以看出來：HashMap 是基於散列表，並且用拉鍊法來解決哈希衝突的。所以 HashMap 的底層數據結構是 “數組 + 鏈表”，即元素是鏈表的數組。不過當鏈表的元素個數超過一個閥值（static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;）的時候，會將鏈表轉換爲紅黑樹，所以如果哈希衝突多的話，數組的元素將會是紅黑樹。
拉鍊法解決哈希衝突示意圖：
3、LinkedHashMap
LinkedHashMap 擁有 HashMap 的所有特性，它比 HashMap 多維護了一個雙向鏈表，因此可以按照插入的順序從頭部或者從尾部迭代，是有序的，不過因爲比 HashMap 多維護了一個雙向鏈表，它的內存相比而言要比 HashMap 大，並且性能會差一些，但是如果需要考慮到元素插入的順序的話，LinkedHashMap 不失爲一種好的選擇。
4、SortedMap
SortedMap 是一個有序的 Map 接口，按照自然排序，也可以按照傳入的 comparator 進行排序，與 Map 相比，SortedMap 提供了 subMap(K fromKey, K toKey)，headMap(K toKey)，tailMap(K fromKey) 等額外的方法，用於獲取與元素順序相關的值。
5、TreeMap
SortedMap 的一種實現，與 HashMap 不同，TreeMap 的底層就是一顆紅黑樹，它的 containsKey , get , put and remove 方法的時間複雜度是 log(n) ，並且它是按照 key 的自然順序（或者指定排序）排列，與 LinkedHashMap 不同，LinkedHashMap 保證了元素是按照插入的順序排列。
最後，參考 stackoverflow 上面的一張圖片總結一下 HashMap，LinkedHashMap，TreeMap 之間的區別：
參考資料：
（1）Difference between HashMap, LinkedHashMap and TreeMap
（2）JDK 1.8 文檔