java基礎篇--HashMap 底層實現原理是什麼？JDK8 做了哪些優化？

HashMap 是使用頻率最高的類型之一，同時也是面試經常被問到的問題之一，這是因爲 HashMap 的知識點有很多，同時它又屬於 Java 基礎知識的一部分，因此在面試中經常被問到。

本課時的面試題是，HashMap 底層是如何實現的？在 JDK 1.8 中它都做了哪些優化？
 

在 JDK 1.7 中 HashMap 是以數組加鏈表的形式組成的，JDK 1.8 之後新增了紅黑樹的組成結構，當鏈表大於 8 並且容量大於 64 時，鏈表結構會轉換成紅黑樹結構，它的組成結構如下圖所示：

數組中的元素我們稱之爲哈希桶，它的定義如下：

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<K,V> next;

    Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        this.hash = hash;
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next;
    }

    public final K getKey()        { return key; }
    public final V getValue()      { return value; }
    public final String toString() { return key + "=" + value; }

    public final int hashCode() {
        return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(valu