HashMap底层存储原理解析及示例代码

HashMap是Java中常用的数据结构之一，它提供了高效的键值对存储和检索功能。理解HashMap的底层存储原理对于Java开发者来说是非常重要的。本文将详细解析HashMap的底层实现原理，并提供相应的示例代码。

1. HashMap简介
   HashMap是基于哈希表实现的，它继承自AbstractMap类，并实现了Map接口。HashMap通过哈希函数将键映射到存储桶（bucket）中，每个桶中存储一个链表或红黑树结构的键值对。当哈希冲突发生时，即不同的键映射到了同一个桶中，HashMap通过链表或红黑树解决冲突。

2. HashMap的底层数据结构
   HashMap的底层数据结构主要由数组和链表或红黑树组成。数组是HashMap的主体，每个数组元素称为一个桶，初始时，数组中的每个桶都为空。当添加键值对到HashMap中时，会根据键的哈希值计算出桶的位置，如果该桶为空，则直接将键值对放入该桶中。如果该桶不为空，表示发生了哈希冲突，则通过比较键的哈希值和equals方法来判断是否为相同的键，如果是相同的键，则更新该键对应的值；如果不是相同的键，则将键值对添加到该桶的链表或红黑树中。

3. HashMap的哈希冲突解决
   当不同的键映射到同一个桶中时，HashMap使用链表或红黑树来解决哈希冲突。在JDK 8之前，HashMap使用的是链表解决冲突。当链表长度超过阈值（默认为8）时，链表将会转换成红黑树，以提高查找的效率。而在JDK 8及之后的版本中，当链表长度小于等于6时，会将红黑树转换回链表，以节省内存空间。

4. HashMap的扩容机制
   HashMap在初始化时会创建一个初始容量的数组，当HashMap中存