Что происходит внутри структуры данных HashMap, когда в нее добавляют новую пару ключ-значение?

Когда в HashMap добавляют новую пару ключ-значение, происходит несколько шагов:

1. Вычисляется хэш-код ключа с помощью метода hashCode().
2. Хэш-код преобразуется в индекс массива (бэкенда HashMap) с помощью битовых операций.
3. В ячейке массива (бакете) проверяется, есть ли уже элемент с таким ключом:
   • Если нет, создаётся новая запись (Node) и добавляется в бакет.
   • Если есть, происходит сравнение ключей методом equals():
     • Если ключ совпадает, значение обновляется.
     • Если ключ отличается (коллизия), новая запись добавляется в связный список или дерево (в новых версиях Java при большом числе коллизий используется красно-чёрное дерево для оптимизации).
4. При достижении определённого порога заполнения (load factor) происходит расширение массива (resize) и перераспределение элементов.

Таким образом, HashMap обеспечивает быстрый доступ и обновление данных за счёт хэширования и эффективного разрешения коллизий.