java基础面试题：HashMap 的底层实现原理是什么？为什么 HashMap 不是线程安全的？

HashMap 的底层实现原理

1. 数据结构：HashMap 采用 数组 和 链表（在 JDK 1.8 及以上版本中，当链表长度超过一定阈值时，会转换为 红黑树）的组合结构来存储键值对。

2. 哈希函数：当我们将键值对插入 HashMap 时，首先对键调用 hashCode() 方法，计算其哈希值。然后，HashMap 通过哈希值确定该键值对在数组中的索引位置。具体地，HashMap 使用哈希值的高位和低位进行混合，以减少哈希冲突。

3. 处理哈希冲突：如果两个键的哈希值映射到数组的同一索引位置（即发生哈希冲突），HashMap 会将这些键值对存储在该索引位置的链表中。在 JDK 1.8 及以上版本中，当链表长度超过阈值（默认是 8）时，链表会转换为红黑树，以提高查询效率。

4. 扩容机制：HashMap 有一个负载因子（默认是 0.75），当实际存储的键值对数量超过 容量 * 负载因子 时，HashMap 会进行扩容。扩容时，数组的容量会翻倍，并重新计算所有键值对在新数组中的位置，这个过程称为 rehash。

为什么 HashMap 不是线程安全的

HashMap 在多线程环境下可能会出现以下问题：

1. 数据竞争：如果多个线程同时对 HashMap 进行写操作，可能会导致数据不一致。例如，两个线程同时插入不同的键值对，但由于哈希冲突，它们可能被插入到同一个链表或红黑树中，导致数据覆盖或丢失。

2. 死循环：在 JDK 1.7 版本中，HashMap 在扩容时使用头插法来处理链表。如果多个线程同时触发扩容操作，可能会导致链表形成环形结构，进而引起程序进入死循环。在 JDK 1.8 及以上版本中，虽然采用了尾插法和红黑树结构，但在并发情况下仍可能出现数据覆盖等问题。

3. 数据丢失：在多线程环境下，如果多个线程同时进行插入操作，可能会导致某些插入操作的结果被覆盖，导致数据丢失。

由于上述原因，HashMap 不是线程安全的。在多线程环境中，建议使用 ConcurrentHashMap，它采用了分段锁等机制来保证线程安全。

希望这些信息能帮助你更深入地理解 HashMap 的实现原理及其在多线程环境下的行为。