3.HashMap的数据结构是什么？如何实现的。和HashTable,ConcurrentHashMap的区别

HashMap的数据结构：

数组+链表，数组中元素是个链表，存储Key的hashcode碰撞的元素

其中元素的节点为：

    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;

        Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        public final K getKey()        { return key; }
        public final V getValue()      { return value; }
        public final String toString() { return key + "=" + value; }

        public final int hashCode() {
            return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
        }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

        public final boolean equals(Object o) {
            if (o == this)
                return true;
            if (o instanceof Map.Entry) {
                Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
                if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
                    Objects.equals(value, e.getValue()))
                    return true;
            }
            return false;
        }
    }

每个Node含有指向下一个Node的指针

数组（HashMap大小）的初始长度16

    /**
     * The default initial capacity - MUST be a power of two.
     */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

数组的增长因子，0.75

/**
     * The load factor used when none specified in constructor.
     */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

 

HashMap的实现重点需要注意的在两个方面，一个是链表结构，一个是table的resize()

HashMap处理hashcode碰撞的方式用链表，hashcode相同的元素头尾相连组成一个单链，并把最开始的那个节点存储在数组中，访问的时候，先通过hash(key)找到数组下标，再迭代单链找到equals（）的value，然后返回

resize的时候，如果当前数组的占用率达到负载因子0.75，则会触发一次resize（），增长量为原来容量(table.length)的一倍，newCap = oldCap << 1

然后把老数组的数据迁移到新数组

//=============================================================分割线====================================================================

HashMap和HashTable的区别：

他们的结构差不多，只不过HashTable是线程安全的，HashTable是所有暴露的操作都加锁，synchronized，这种情况下性能比较低，容易引起活跃性问题

HashTable跟java.util.Collections#synchronizedMap很接近

HashMap允许key和value为null

HashTable不允许key和value为null

 

ConcurrentHashMap也是线程安全的，是采用CAS的方式来处理并发操作，如果单链比较长就坍缩为一个红黑树，logn的时间复杂度

ConcurrentHashMap要分jdk1.8之前还是之后

1.8之前的ConcurrentHashMap是采用分段(Segment)的方式，加锁时直接在Segment上加锁，缩小了加锁范围，提高了性能

1.8之后的ConcurrentHashMap是重写的，加锁范围进一步缩小，采用CAS将加锁范围缩小到单个数组元素

 性能上ConcurrentHashMap比前面的要高