HashMap 作为我们日常使用最频繁的容器之一，相信你一定不陌生了。今天我们就从 HashMap 的底层实现讲起，深度了解下它的设计与优化。
常用的数据结构
ArrayList 是基于数组的数据结构实现的，LinkedList 是基于链表的数据结构实现的，而我今天要讲的 HashMap 是基于哈希表的数据结构实现的。我们不妨一起来温习下常用的数据结构，这样也有助于你更好地理解后面地内容。
数组：采用一段连续的存储单元来存储数据。对于指定下标的查找，时间复杂度为 O(1)，但在数组中间以及头部插入数据时，需要复制移动后面的元素。
链表：一种在物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。
链表由一系列结点（链表中每一个元素）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点都包含“存储数据单元的数据域”和“存储下一个结点地址的指针域”这两个部分。
由于链表不用必须按顺序存储，所以链表在插入的时候可以达到 O(1) 的复杂度，但查找一个结点或者访问特定编号的结点需要 O(n) 的时间。
哈希表：根据关键码值（Key value）直接进行访问的数据结构。通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做哈希函数，存放记录的数组就叫做哈希表。
树：由 n（n≥1）个有限结点组成的一个具有层次关系的集合，就像是一棵倒挂的树。
HashMap 的实现结构
了解完数据结构后，我们再来看下 HashMap 的实现结构。作为最常用的 Map 类，它是基于哈希表实现的，继承了 AbstractMap 并且实现了 Map 接口。
哈希表将键的 Hash 值映射到内存地址，即根据键获取对应的值，并将其存储到内存地址。也就是说 HashMap 是根据键的 Hash 值来决定对应值的存储位置。通过这种索引方式，HashMap 获取数据的速度会非常快。
例如，存储键值对（x，“aa”）时，哈希表会通过