当添加一个键值对元素时，HashMap发生了什么？

1，我们先用一张思维导图来了解一下HashMap中的put()过程

 

 2，HashMap数据结构

            HashMap内部数据结构采用数组+链表+红黑树进行存储。数组类型为Noded[ ],每个Node对象都保存了某个KV键值对元素的key，value，hash，next的值。

public class HashMap{
    // 每个Node既保存一个KV键值对，同时也是链表中的一个节点
    Node<K,V>[] table; 
}

链表节点类：

public class HashMap{
    // ...
    
    // 静态内部类Node
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash; // 哈希值
        final K key; // 键
        V value; // 值
        Node<K,V> next; // 下一个节点(由于只拥有next，所以该链表为单向链表)
    }
    // ...
}

3，hashMap的初始容量

默认数组大小为16，下面是源码部分：

public class HashMap{
    /**
     * The default initial capacity - MUST be a power of two.
     */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
    
    // 添加键值对
    final V putVal(int hash, K key, V value) {
        Node<K,V>[] tab; // 数组
        Node<K,V> p; int n, i;
        
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            // 如果数组为空，则该数组扩容为16
            n = (tab = resize()).length;
    }
}

4，hashMap扩容

   由于底层采用数组+链表+红黑树，扩容过程中需要按照数组容量和加载因子来进行判断。

  数组容量：基础数组Node<k,v> [ ]  table 的长度，如果没有指定容量，添加第一个元素时，默认容量为16。

  加载因子：用来表示HashMap集合中的元素的填满程度，默认为0.75.越大则表示允许填满的元素就越多，集合的空间利用率就越高，但是冲突的机会就会增加。反之，如果太小，空间的利用率就低。

下面是HashMap的源代码解析：

public class HashMap{
   // 默认链表长度 
   static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
    
   // 添加键值对的方法
   final V putVal(int hash, K key, V value){
        //...
        
        // 将key和value，插入链表尾部
        // 循环时，使用binCount进行计数
        for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
            // 判断节点p的next是否空
            if ((e = p.next) == null) {
                // 插入链表尾部
                p.next = newNode(hash, key, value, null);
                
                // 判断链表数量是否大于8
                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                    // 链表长度超过8，将当前链表转换为红黑树
                    treeifyBin(tab, hash);
                break;
            }
        }
    }
    
    // 转换为红黑树
    final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        // 数组长度如果小于64，则优先扩容数组
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            // 遍历链表节点，转换为红黑树
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }
}