在JDK1.7及以前，HashMap采用“数组+链表”的方式来作为存储结构，在JDK1.8开始，HashMap开始采用“数组+链表+红黑树”的方式来作为存储结构。

HashMap中的每一个元素（KV键值对），都会被封装成为一个内部的Entry对象，每个Entry对象都有Key（键），value（值），next（下一个元素），hash（哈希值）。

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

HashMap最底层是一个默认为长度16的数组，在数组中保存Entry对象；当我们每次向HashMap中存储Entry对象时，HashMap内部都会根据key值进行hash后计算hash值，通过（长度-1）&hash得到这个元素在数组中的下标，如果该位置上已经存放有其他元素（哈希冲突），那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，使用next指向新添加的元素，形成链表；但当链表的长度大于8且数组长度大于64时，链表就会转换为红黑树，这种操作，大大减少了搜索时间。

static final int hash(Object key) {//hash（）方法计算出一个hash值int h;return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {Node[] tab; Node p; int n, i;if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)n = (tab = resize()).length;if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//当当前数组位置为空时，新的Entry对象可以直接放进数组中tab[i] = newNode(hash, key, value, null);else {//当计算出的下标位置上有元素时Node e; K k;if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))e = p;//如果key相等，那么用新的value替换原数据else if (p instanceof TreeNode)//如果不相等，判断当前节点是不是TreeNode树形节点，如果是，创作树形节点插入红黑树中e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);else {//如果不是树形节点，则创建普通的Node加入链表尾部for (int binCount = 0; ; ++binCount) {if ((e = p.next) == null) {p.next = newNode(hash, key, value, null);if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st//当链表长度大于8且数组长度大于64时，链表转换为红黑树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 keyV oldValue = e.value;if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)e.value = value;afterNodeAccess(e);return oldValue;}}++modCount;if (++size > threshold)resize();//如果当前节点数大于实际存储空间大小时，调用resize()，按照原数组的长度，扩容一倍afterNodeInsertion(evict);return null;}

由以上代码可知HashMap的存储过程（put()）：

  • 判断数组是否为空，如果为空对其进行初始化；
  • 如果不为空，使用hash方法计算key的hashCode，通过（n-1）&hash计算应当存放在数组中的下标index；
  • 查看数组下标为index的位置是否存在数据；
  • 如果没有数据，就构造一个Node节点，存放到数组中；
  • 如果存在数据，说明发生hash冲突，继续判断key是否相等；
  • 如果相等，用新的value替换原数据；
  • 如果不相等，判断当前节点是不是TreeNode树型节点；
  • 如果是树型节点，创建树型节点插入红黑树中；
  • 如果不是树型节点，创建普通Node加入链表尾部；
  • 判断链表长达是否大于8且数组长度大于64，如果满足，链表转换成红黑树，如果不满足，数组扩容；
  • 插入完成后，判断当前节点数是否大于实际存储空间大小；
  • 如果大于，调用resize()，数组扩容一倍

另外还有两个影响HashMap的参数：初始容量和加载因子。

初始容量：用来规定哈希数组的长度，默认为16，由于需要避免哈希冲突，所以是16（2的倍数），在存储大数据量的时候，最好预先判断数据量，根据2的n次幂，提前预设初始容量。

加载因子：用来表示哈希表中元素的填满程度，默认为0.75，越大则表示允许填满的元素就越多，哈希表的空间利用率就越高，但是产生hash冲突的概率就会增加；反之，越小则冲突的机会就会越少，但是空间就会浪费更多，因此在设置初始容量时，应该考虑到初始容量及其加载因子，最大限度减少rehash重建内部数据结构的次数，减少扩容次数。

由以上可知HashMap的扩容会发生在：

1.当HashMap中的元素个数超过数组大小×加载因子时，就会进行数组扩容：加载因子默认为0.75，熟路容量默认为16，当HashMap中元素超过16×0.75=12个时，数组容量扩大一倍；

2，加入元素时，如果链表的长度大于阈值8且数组长度小于64时，数组也会扩容，如果数组长度大于64时，链表会转换成红黑树。