HashMap和ConcurrentHashMap的原理

HashMap

1. HashMap里面一个数组，数组中每个元素是一个单向链表,链表由一个个Entry构成，每个Entry实例包含四个属性：key,value,hash值和用于单向链表的next。
2. 可以存储Null键和Null值，线程不安全；
3. 无序

有序的Map：TreeMap， LinkedHashMap，

TreeMap 是通过实现 SortMap 接口，能够把它保存的键值对根据 key 排序，基于红黑树，从而保证 TreeMap 中所有键值对处于有序状态。

LinkedHashMap 则是通过插入排序（就是你 put 的时候的顺序是什么，取出来的时候就是什么样子）和访问排序（改变排序把访问过的放到底部）让键值有序。

put:

• 判断当前数组是否需要初始化；
• 如果Key为空，则put空值；
• 根据key计算hashcode定位出所在桶（数组下标）
• 如果桶是链表，判重，如果没有重复，则放到链表的表头
• 如果桶是空，新增一个entry对象写入当前位置
• 插入新值时需要判断是否需要扩容，扩容后，数组大小为原来的 2 倍。

  扩容就是用一个新的大数组替换原来的小数组，并将原来数组中的值迁移到新的数组中。

  双倍扩容

get:

根据Key计算hash值，定位数据下标

如果是链表，遍历链表，直到Key和hashcode相等，就返回值

else return null

线程不安全：

hash碰撞：如果多个线程同时操作HashMap，进行Put，而有多个Key的hash值相同。这个时候就需要通过链表解决Hash冲突，如果两个线程恰好都取道了对应位置的插入节点，一定会有一个数据丢失；

扩容：多个线程同时检测到总数量超过门限值的时候就会同时调用resize，各自生成新的数组并且rehash后赋值给map底层的数组table，结果最终只有最后一个线程生成的新数组被赋予table变量。

resize扩容 transfer出现并发问题

Java7---Java8

Treeify-threshold:判断是否需要将链表转为红黑树的阈值；（Hash冲突后，链表会过长）

HashEntry-〉Node

二叉查找树的缺陷：二叉查找树在特殊情况下会变成一条线性结构（这就跟原来使用链表结构一样了，造成层次很深的问题），遍历查找会非常慢。

而红黑树在插入新数据后可能需要通过左旋、右旋、变色这些操作来保持平衡。

引入红黑树就是为了查找数据快，解决链表查询深度的问题。

我们知道红黑树属于平衡二叉树，为了保持“平衡”是需要付出代价的，但是该代价所损耗的资源要比遍历线性链表要少。

所以当长度大于8的时候，会使用红黑树；如果链表长度很短的话，根本不需要引入红黑树，引入反而会慢。

 

红黑树：

1. 每个节点非红即黑
2. 根节点总是黑色的
3. 如果节点是红色的，则它的子节点必须是黑色的（反之不一定）
4. 每个叶子节点都是黑色的空节点（NIL节点）
5. 从根节点到叶节点或空子节点的每条路径，必须包含相同数目的黑色节点（即相同的黑色高度）

 

 

ConcurrentHashMap

1. 底层是数组加链表，线程安全；
2. 通过把整个Map分成N个Segment

使用volatile 关键字