1、哈希表的基本概念
定义与特点：哈希表是一种通过键值对（KeyValue）存储数据的数据结构，它允许快速插入、删除和查找操作，其核心思想是利用哈希函数将键映射到数组中的特定位置，以实现常数时间复杂度的操作。
应用场景：哈希表广泛应用于缓存技术（如Memcached）、数据库索引、集合运算等场景中，因其高效的性能而受到青睐。
2、HashMap的工作原理
基本结构：HashMap基于哈希表实现，内部使用一个数组来存储元素，每个元素由键值对组成，并允许空键和空值。
初始容量与加载因子：HashMap创建时会指定一个初始容量，并设置一个加载因子（load factor），当元素数量达到容量与加载因子的乘积时，HashMap会进行扩容操作。
哈希算法：HashMap通过键的hashCode()方法计算哈希值，然后结合数组长度确定元素在数组中的存储位置。
3、冲突解决机制
链表法：当多个键的哈希值相同时，HashMap会采用链表法解决冲突，即在同一个数组位置上，使用链表存储具有相同哈希值的元素。
红黑树：为了提高查询效率，当链表长度超过一定阈值（默认为8）时，链表会转换成红黑树。
4、扩容机制
触发条件：当HashMap中的元素数量超过当前容量与加载因子的乘积时，会触发扩容操作。
扩容过程：扩容时，HashMap会创建一个新的数组，其容量是旧数组的两倍，然后重新计算所有元素的哈希值，并将它们分配到新数组中。
5、线程安全性
非线程安全：HashMap本身不是线程安全的，在多线程环境下，如果需要线程安全，可以使用ConcurrentHashMap或者使用Collections.synchronizedMap()方法将HashMap包装成线程安全的版本。
6、特殊处理
null键与null值：HashMap允许键和值为null，但只允许一个键为null，如果尝试插入第二个null键，会覆盖第一个null键的值。
equals与hashCode方法：重写equals方法时需同时重写hashCode方法，以确保HashMap能够正确比较键值对。
7、JDK 1.8中的改进
链表转红黑树：在JDK 1.8中，当链表长度超过8且HashMap底层数组长度大于64时，链表会转换为红黑树以提高查询效率。
尾部插入法：JDK 1.8采用了尾部插入法代替了JDK 1.7的表头插入法，以避免在并发场景下链表成环的问题。
以下是两个与本文相关的问题及其解答：
问题1：为什么HashMap的数组长度一定是2的次幂？
答：HashMap的数组长度选择2的次幂是为了优化哈希算法的效率，当数组长度为2的次幂时，可以通过位运算（如&操作）快速计算索引位置，从而提高哈希表的性能。
问题2：HashMap在什么情况下会进行扩容？
答：HashMap会在以下两种情况下进行扩容：一是当元素数量超过当前容量与加载因子的乘积时；二是当HashMap的容量不足以容纳新的元素时（当容量为0时），扩容时，HashMap会创建一个新的数组，其容量是旧数组的两倍，并重新计算所有元素的哈希值，将它们分配到新数组中。
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