HashMap底层实现的原理是使用数组和链表（或红黑树）来存储数据。
具体来说，HashMap内部维护了一个数组，每个元素称为桶（Bucket）。当向HashMap中存放一个键值对时，首先根据键的哈希码（通过hashCode()方法获取）计算出该键值对在数组中的索引位置，并将其放入对应的桶中。
当发生哈希冲突时，即不同的键计算出的索引位置相同，HashMap采用链表的方式来解决冲突。在Java 8之前，哈希冲突的键值对会使用链表连接在一起，形成一个链表。当链表长度超过一定阈值（默认为8）时，链表会转换为红黑树，以提高查询、插入和删除的性能。而在Java 8之后，当链表长度超过一定阈值时（默认为8），链表仍然保持不变，但是当链表长度超过另一个阈值（默认为6）时，链表会转换为红黑树。
当进行数据查询时，HashMap会根据键的哈希码计算出其在数组中的索引位置，然后在对应的桶中查找键值对。如果链表长度较短，则直接遍历链表进行查找；如果链表长度较长，则使用红黑树的查找方式。
需要注意的是，当数组中的元素数量超过一定阈值（默认为容量的0.75倍）时，HashMap会进行扩容操作，即新建一个更大的数组，并将所有的键值对重新计算索引位置放入新数组中，以减少哈希冲突的概率。扩容操作会导致数组重新分配空间和重新计算索引位置，因此会带来一定的性能开销。
总结来说，HashMap底层使用数组和链表（或红黑树）的组合来实现，通过哈希码计算索引位置并解决哈希冲突，以提供高效的插入、删除和查询操作。