HashMap 底层实现原理是什么？JDK8 做了哪些优化？

### 回答1：
HashMap 是一种哈希表实现的映射。它存储键值对，允许用户快速查找特定键对应的值。

HashMap 底层是通过数组和链表实现的。它将键哈希成一个整数，然后将键值对存储在数组中的对应位置。如果多个键值对映射到了同一个数组位置，它们就会按照链表的形式连接起来。

在 JDK8 中，HashMap 做了以下优化：

1. 当链表长度大于某个阈值（默认为 8）时，会自动转换为红黑树。这样可以使查询的时间复杂度从 O(n) 降低到 O(log n)。

2. 当哈希表中的实际大小（键值对数量）超过哈希表数组的大小时，会自动将哈希表数组的大小增加一倍。这样可以减少碰撞的次数，提高查询效率。

3. 引入了“红色哈希码”（fusing hash code）技术，可以通过一个状态位来标识一个节点是否被搬迁过。这样可以在查询时避免对节点的额外访问，提高查询效率。

### 回答2：
HashMap是一种常用的键值对存储结构，其底层实现原理是哈希表。具体而言，HashMap使用了一个数组和链表（或红黑树）的数据结构。当元素插入HashMap中时，会根据元素的哈希值计算出对应的索引位置，并将其插入到该索引位置对应的桶中。如果多个元素的哈希值相同，它们会通过链表（JDK8之前）或红黑树（JDK8之后）的形式存储在同一个桶中，以避免哈希冲突。

JDK8对HashMap进行了一些优化，以提高其性能和效率。其中包括以下几个方面：

1. 红黑树：JDK8在HashMap的实现中引入了红黑树的概念。当链表长度超过一定阈值（默认为8）时，链表会被转换为红黑树。这样可以大大提高在大型HashMap中进行查找、删除和插入操作的效率。

2. 数组扩容：JDK8在HashMap的数组扩容时，采用了一种更高效的方式。在JDK8之前，每次扩容都需要重新计算元素的哈希值并重新放置到新的数组中，而JDK8则通过利用元素的高位哈希值来加快定位。

3. 链表转换为红黑树的优化：在JDK8中，当链表长度小于阈值（默认为6）时，如果需要插入新元素，HashMap会优先在链表的末尾插入，而不会转换为红黑树。这样可以避免在链表长度较小的情况下浪费内存和时间。

总的来说，JDK8对HashMap进行了一些重要的优化，包括引入红黑树、改进数组扩容和链表转换为红黑树的策略等，以提高其性能和效率。

### 回答3：
HashMap 是一种常用的数据结构，它是基于哈希表实现的。底层实现原理是使用数组和链表（或红黑树）的组合来存储数据，通过哈希值的计算将数据映射到数组的索引位置，当发生哈希冲突时，会使用链表或红黑树来解决冲突。

在 JDK8 中，HashMap 做了一些优化以提高性能和减少内存消耗。

1. 数组+链表+红黑树的存储结构：当链表长度超过一定阈值（默认为 8）时，链表会转换为红黑树，这样可以减少搜索时间复杂度。

2. 节点的存储方式优化：在 JDK8 之前，HashMap 中每个节点都是一个独立的对象，包含了 key、value、next 和 hash 等属性。在 JDK8 中，当链表转化为红黑树时，为了节省内存空间，仅使用红黑树节点存储键值对，减少了额外的存储消耗。

3. 红黑树的自平衡能力：JDK8 中的红黑树实现了更加高效的自平衡算法，能够快速调整树的结构，以维持树的平衡，提高查询、插入和删除操作的效率。

4. 增强了扩容机制：JDK8 在扩容时，不再像以前一样重新计算每个元素的哈希值和索引位置，而是利用高位运算，减少了哈希碰撞的可能性，提高了扩容时的效率。

5. 实现了红黑树节点的统一化：红黑树节点和链表节点使用相同的数据结构，这样可以减少代码的复杂性，提高了代码的维护性。

总之，JDK8 在 HashMap 的底层实现上做了一些优化，包括使用红黑树代替链表来解决哈希冲突、优化节点的存储方式、增强扩容机制和提高红黑树的自平衡能力等，以提高HashMap的性能和减少内存消耗。