源码硬讲HashMap结构及数据结构转换过程（图+文）
1 缘起
补充树相关的知识过程中，学习到红黑树，并查了一些红黑树的应用，
发现Java提供的数据工具包：HashMap中使用了红黑树，
之前在应对知识考核时也看了HashMap的相关数据组成，
但是，没有详细分析数据之间是如何转换存储结构的，
现在，正好借着学习树以及应用的机会，根据HashMap源码，
详细研究了HashMap的数据转换过程，
分享如下，
帮助读者轻松应对知识考核与交流。
2 分析
2.1 理论：回顾HashMap
HashMap是一个组合的数据结构。
根据自己动手丰衣足食的设计原则，当某种开发语言不支持更加高效的数据结构存储数据时，
开发者可根据实际需要，编写自己的数据结构，
这不，Java工具包开发者组合了数组、链表和红黑树，创造了HashMap，
集相对高效的CURD于一身。
老规矩，根据理论，
先看看HashMap的数据结构，如下图所示，
由图可知，HashMap默认的数组元素有16个，
数组中的元素存储情况：
（1）key没有Hash冲突，则按照kv形式存储，如key2对应的形式；
（2）key有Hash冲突且冲突的key个数小于7个，使用链表存储，如key1对应的形式；
（3）key有Hash冲突且冲突的key个数大于等于7个，使用红黑树存储，如key3对应的形式。
2.2 实践：新增数据
使用HashMap存储数据，暴露给用户的方法为put，源码如下图所示，
由源码可知，put方法中，调用了putVal方法，这个方法才是实际的存储数据和数据结构转换的方法。
位置：java.util.HashMap#put
既然putVal才是最终的奥义，
那么继续看看这个方法的真实面目，如下图所示，
新增数据，
我已经将数据的类型和数据结构的变化在图中标出，
各位习者耐心看下，设计非常巧妙，
Node<>[]即数组；
p.next即链表，
treeifyBin即红黑树。
位置：java.util.HashMap#putVal
2.3 Node
HashMap的Node有两种功能，
（1）直接存储kv；
（2）转换为单向链表；
源码如下图所示，有源码可知，属性key、value即可直接存储kv；
属性next即单向链表结构，使用链表存储数据。
2.4 TreeNode
前面的Node用于存储kv或者单向链表，
那么，红黑树则使用TreeNode存储数据，
属性，parent连接父节点，left和right是该节点的左右节点，prev前驱节点，删除时断开与next的连接，
red用于标识当前节点的特性：红或黑。
位置：java.util.HashMap.TreeNode
2.5 树化：构建红黑树
树化的方法为treeifyBin，即构建树化容器，
源码如下图所示，
有源码可知，首先构建TreeNode，然后通过treeify构建红黑树，
是的，核心是treeify方法。
位置：java.util.HashMap#treeifyBin
构建红黑树：
源码如下图所示。
位置：java.util.HashMap.TreeNode#treeify
3 小结
（1）HashMap由3种数据结构构成：数组、单向链表和红黑树；
（2）数据结构转换过程：
（2.1）key没有Hash冲突，则按照kv形式存储，如key2对应的形式；
（2.2）key有Hash冲突且冲突的key个数小于7个，使用链表存储，如key1对应的形式；
（2.3）key有Hash冲突且冲突的key个数大于等于7个，使用红黑树存储，如key3对应的形式。
（3）红黑树转换时，先构建TreeNode数组，然后转换为红黑树，红黑树转换的核心方法为：java.util.HashMap.TreeNode#treeify。