HashMap的底层数据结构由数组、链表和红黑树组成，核心是基于数组实现的，为了解决哈希冲突，采用拉链法，于是引入了链表结构。为了解决链表过长，造成的查询性能下降，又引入了红黑树结构
1.HashMap为什么是线程不安全的？
因为插入、删除等方法没有加同步锁，在多线程并发操作时会导致数据不一致。
想要实现线程安全，有三种方案：
第一种使用Hashtable，因为Hashtable的每个方法都使用了synchronized加锁，彻底保证了线程安全，但是线程较差。
第二种方案创建HashMap的时候使用Collections.synchronizedMap()包装起来，原理跟Hashtable类型，也是把HashMap的每个方法使用synchronized加锁。
第三种方案使用ConcurrentHashMap，ConcurrentHashMap使用分段锁，性能更好
2.HashMap的容量为什么设置成2的倍数？并且是2倍扩容？
1.加快哈希运算效率，如果容量不是2的倍数，计算下标的时候，只能通过对容量求余的方式，n % hash，n 是容量大小，hash 是key对应的哈希值。如果容量是2的倍数，就可以通过逻辑与运算计算下标，(n -1) & hash，效率更快。
2.散列更均匀，2是最小的正整数，也是唯一的偶数质数，可以使键值分布更均匀，减少哈希冲突。
3.扩容效率更高，只需要把原链表分成两段，整体复制，而不需要单独计算每个key下标位置。
3.HashMap在Java8版本中做了哪些变更？
1引入了红黑树结构，为了解决链表过长，查询效率低下的问题。
2优化了链表的扩容机制，原来需要重新计算每个节点下标，现在只需要把原链表分成两段，整体复制。
3扩容时机变化，原来添加元素前扩容，现在添加元素后扩容。
4插入链表的方式变化，Java8之前采用头插法，Java8开始采用尾插法。
4.为什么hashmap使用红黑树不使用平衡二叉树？
HashMap使用红黑树是因为红黑树相对于平衡二叉树有更好的性能表现。
首先，红黑树的平衡性能比平衡二叉树更好。红黑树的平衡性能是通过对节点进行颜色标记和旋转操作来实现的，而平衡二叉树只能通过旋转操作来实现平衡。因此，红黑树的平衡性能更好，可以更快地进行插入、删除和查找操作。
其次，红黑树的空间利用率比平衡二叉树更高。红黑树的节点结构比平衡二叉树的节点结构更紧凑，因此在存储大量数据时，红黑树的空间利用率更高。
最后，红黑树的实现比平衡二叉树更简单。红黑树的实现比平衡二叉树的实现更简单，因为红黑树的平衡性能是通过颜色标记和旋转操作来实现的，而平衡二叉树需要更复杂的平衡算法来实现平衡。
因此，HashMap使用红黑树来实现内部的数据结构，以提高性能和空间利用率。