HashMap是非线程安全的，如果想要用线程安全的map，可使用同步的HashTable或通过Collections.synchronizeMap(hashMap)让HashMap变的同步，或者使用并发集合ConcurrentHashMap。下面来介绍一些常见的HashMap面试题目。

 1、为何HashMap的数组长度一定是2的次幂？

我们知道，HashMap的存储对于JDK1.7来说，是通过数组加链表的方式实现的。通过hash值获取数组下标存储索引，通过链表来解决冲突。下面看一下调用hash()方法获取hash值的源代码实现，如下：

final int hash(Object k) {
      int h = hashSeed;
      if (0 != h && k instanceof String) {
          return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
      }
      h ^= k.hashCode();

      h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
      return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

在HashMap中得到hash值后会调用indexFor()计算数组中的索引位置，实现如下：

static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1); //  保证获取的索引是数组的合法索引
}

通过hashcode与length-1进行与运算，之前已经说过，数组长度length一定是2的幂次，所以减去1之后，结果用二进制表示时，其右边的log2(length)个二进制位都为1，也就是说，hashcode的log2(length)个低二进制位决定最终的存储索引位置，如果数组长度length不为2的幂次，那么length-1的结果用二进制表示时，右边的log2(length)个二进制位会含有0，导致hashcode的log2(length)个低二进制位中的部分数据不起作用，会增加索引位置冲突的机率。  

2、为什么Map桶中个数超过8才转为红黑树

在 JDK 1.7 中，是用链表存储的，这样如果碰撞很多的话，就变成了在链表上的查找；在 JDK 1.8 进行了优化，当链表长度较大时（超过 8），会采用红黑树来存储，这样大大提高了查找效率。针对JDK 1.8版本的冲突解决，经常会被问到为什么是超过8才用红黑树的问题。

当桶中个数达到8就转成红黑树，当长度降到6就转成普通链表存储，而7就是为了防止链表和树频繁转换。至于选择8的原因，根据源代码的解析，是因为一个桶中存储8个或以上的概率非常小，这样小的事件都发生了，说明产生了严重的冲突，需要更高效的查找方式。 

3、为什么HashMap链表会形成死循环

JDK1.7 的 HashMap 链表会有死循环的可能，因为JDK1.7是采用的头插法，在多线程环境下有可能会使链表形成环状，从而导致死循环。JDK1.8做了改进，用的是尾插法，不会产生死循环。 

因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在链表中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在链表的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生，那么就死造成死循环。简书中https://www.jianshu.com/p/1e9cf0ac07f4给了一个非常生动的例子，如下：

假设HashMap初始化大小为4，插入个3节点，不巧的是，这3个节点都hash到同一个位置，如果按照默认的负载因子的话，插入第3个节点就会扩容，为了验证效果，假设负载因子是1。

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {
        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next;
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}

下面进行图示说明。

插入第4个节点时，发生rehash，假设现在有两个线程同时进行，线程1和线程2，两个线程都会新建新的数组。

假设 线程2 在执行到Entry<K,V> next = e.next;之后，cpu时间片用完了，这时变量e指向节点a，变量next指向节点b。

 这时，在 线程2 中，变量e指向节点a，变量next指向节点b，开始执行循环体的剩余逻辑。 

Entry<K,V> next = e.next;
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;

执行之后的引用关系如下图。　　

执行后，变量e指向节点b，因为e不是null，则继续执行循环体，执行后的引用关系

 

4、为什么重写 equals() 方法，一定要重写 hashCode() 呢？

一般情况下，任何两个Object的hashCode在默认情况下都是不同的，如果有两个Object相等，在不重写 hashCode()方法的情况下，那么很可能存储到数组中不同的索引位置，而Java为了加快查找速度，通常对以散列表做为存储结构的集合进行查找时，首先要通过hash来定位查询的索引位置，如果存储到其它索引位置，则没有办法查找。

5、rehashing的时机

通过负载因子来判断，即用元素数量除以索引的数量，也就是平均每个索引处存储多少个元素。Java 中默认值是 0.75f，如果超过了这个值就会 rehashing。