3.HashMap的數據結構是什么？如何實現的。和HashTable,ConcurrentHashMap的區別

HashMap的數據結構：

數組+鏈表，數組中元素是個鏈表，存儲Key的hashcode碰撞的元素

其中元素的節點為：

    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;
        }
    }

每個Node含有指向下一個Node的指針

數組（HashMap大小）的初始長度16

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

數組的增長因子，0.75

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

 

HashMap的實現重點需要注意的在兩個方面，一個是鏈表結構，一個是table的resize()

HashMap處理hashcode碰撞的方式用鏈表，hashcode相同的元素頭尾相連組成一個單鏈，並把最開始的那個節點存儲在數組中，訪問的時候，先通過hash(key)找到數組下標，再迭代單鏈找到equals（）的value，然后返回

resize的時候，如果當前數組的占用率達到負載因子0.75，則會觸發一次resize（），增長量為原來容量(table.length)的一倍，newCap = oldCap << 1

然后把老數組的數據遷移到新數組

//=============================================================分割線====================================================================

HashMap和HashTable的區別：

他們的結構差不多，只不過HashTable是線程安全的，HashTable是所有暴露的操作都加鎖，synchronized，這種情況下性能比較低，容易引起活躍性問題

HashTable跟java.util.Collections#synchronizedMap很接近

HashMap允許key和value為null

HashTable不允許key和value為null

 

ConcurrentHashMap也是線程安全的，是采用CAS的方式來處理並發操作，如果單鏈比較長就坍縮為一個紅黑樹，logn的時間復雜度

ConcurrentHashMap要分jdk1.8之前還是之后

1.8之前的ConcurrentHashMap是采用分段(Segment)的方式，加鎖時直接在Segment上加鎖，縮小了加鎖范圍，提高了性能

1.8之后的ConcurrentHashMap是重寫的，加鎖范圍進一步縮小，采用CAS將加鎖范圍縮小到單個數組元素

 性能上ConcurrentHashMap比前面的要高