当 HashMap 的容量达到负载因子设定的阈值时，会发生什么？扩容的过程是怎样的？

达到负载因子设定阈值时的情况

HashMap 有两个重要参数：初始容量（默认 16）和负载因子（默认 0.75）。当 HashMap 中存储的键值对数量超过了容量与负载因子的乘积（即阈值，threshold = capacity * loadFactor），就会触发扩容操作。

触发扩容主要是为了保证 HashMap 的性能。随着元素不断增加，哈希冲突发生的概率会上升，链表或红黑树会变长，查找、插入和删除操作的时间复杂度会变高。通过扩容可以增加桶的数量，减少哈希冲突，使元素分布更均匀，维持操作的时间复杂度接近 O (1)。

扩容的过程

HashMap 的扩容过程主要分为以下几个步骤：

创建新数组：容量变为原来的 2 倍。例如，原本容量为 16，扩容后变为 32。

重新计算阈值：根据新的容量和负载因子重新计算阈值。

元素迁移：遍历原数组的每个桶，将其中的元素重新分配到新数组中。这里又分为以下几种情况：

单个节点：如果桶中只有一个节点，直接根据新的哈希值和新数组长度计算新的位置并放入。

链表节点：如果桶中是链表，遍历链表，根据元素的哈希值和新数组长度计算每个元素在新数组中的位置，将链表拆分为两个链表，分别放入新数组的不同位置。

树节点：如果桶中是红黑树，将树拆分为两个树或者链表（如果拆分后节点数量小于 6，会将红黑树转换回链表），再放入新数组的不同位置。

以下是简化的 Java 代码示例，展示了 HashMap 扩容的大致逻辑：

import java.util.HashMap;

public class HashMapResizeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个初始容量为 4 的 HashMap
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>(4);
        // 不断添加元素，触发扩容
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            map.put(i, "Value " + i);
            System.out.println("Size: " + map.size() + ", Capacity: " + tableSizeFor(map.size()));
        }
    }

    // 模拟获取 HashMap 的容量
    static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = -1 >>> Integer.numberOfLeadingZeros(cap - 1);
        return (n < 0) ? 1 : (n >= 1 << 30) ? 1 << 30 : n + 1;
    }
}