HashMap、HashTable、SycronizedMap、ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap简单总结
1、默认容量？
HashTable默认容量为11，计算hash的方式为如下：
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
根据证明，对素数或奇数直接取模，分布的会更均匀。
其它Map的默认容量都为16，HashMap计算Hash的方式如下：
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
concurrentHashMap计算Hash的方式如下:
static final int spread(int h) {
return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS;
}
第一步计算hash采用了扰动的算法，防止不同hashCode的高位不同但低位相同导致的hash冲突。
第二步计算index采用了位运算。位运算(&)效率要比代替取模运算(%)高很多，主要原因是位运算直接对内存数据进行操作，不需要转成十进制，因此处理速度非常快。
那么，为什么可以使用位运算(&)来实现取模运算(%)呢？这实现的原理如下：
X % 2^n = X & (2^n - 1)
2^n表示2的n次方，也就是说，一个数对2^n取模 == 一个数和(2^n - 1)做按位与运算 。
假设n为3，则2^3 = 8，表示成2进制就是1000。2^3 -1 = 7 ，即0111。
此时X & (2^3 - 1) 就相当于取X的2进制的最后三位数。
从2进制角度来看，X / 8相当于 X >> 3，即把X右移3位，此时得到了X / 8的商，而被移掉的部分(后三位)，则是X % 8，也就是余数。
2、扩容机制：默认扩容因子都是0.75，HashTable扩容为2*length+1，其它扩容为2*length。扩容机制、默认容量、hash计算是密切相关的。
3、实现方式：Hashtable 继承了 Dictionary类，而 HashMap 继承的是 AbstractMap 类。
4、迭代器不同：HashMap 中的 Iterator 迭代器是 fail-fast 的，而 Hashtable 的 Enumerator 不是 fail-fast 的。
5、Hashtable 是不允许键或值为 null 的，HashMap 的键值则都可以为 null。
因为Hashtable在我们put 空值的时候会直接抛空指针异常，但是HashMap却做了特殊处理。
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
Hashtable使用的是安全失败机制（fail-safe），这种机制会使你此次读到的数据不一定是最新的数据。
如果你使用null值，就会使得其无法判断对应的key是不存在还是为空，因为你无法再调用一次contain(key）来对key是否存在进行判断，ConcurrentHashMap同理。
所以，当其他线程改变了HashMap 的结构，如：增加、删除元素，将会抛出ConcurrentModificationException 异常，而 Hashtable 则不会。
6、fail-safe与fail-fast:
快速失败（fail—fast）是java集合中的一种机制， 在用迭代器遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改（增加、删除、修改），则会抛出Concurrent Modification Exception。
他的原理是啥？
迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。
集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount的值。
每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。
Tip：这里异常的抛出条件是检测到 modCount！=expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值，则异常不会抛出。
因此，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的bug。
说说他的场景？
java.util包下的集合类都是快速失败的，不能在多线程下发生并发修改（迭代过程中被修改）算是一种安全机制吧。
Tip：安全失败（fail—safe）大家也可以了解下，java.util.concurrent包下的容器都是安全失败，可以在多线程下并发使用，并发修改。
7、Hashmap中的链表大小超过八个时会自动转化为红黑树，当删除小于六时重新变为链表，为啥呢？
根据泊松分布，在负载因子默认为0.75的时候，单个hash槽内元素个数为8的概率小于百万分之一，所以将7作为一个分水岭，等于7的时候不转换，大于等于8的时候才进行转换，小于等于6的时候就化为链表。
8、ConcurrentHashMap在jdk1.7与jdk1.8中的区别
ConcurrentHashMap 采用了分段锁技术，其中 Segment 继承于 ReentrantLock。
不会像 HashTable 那样不管是 put 还是 get 操作都需要做同步处理，理论上 ConcurrentHashMap 支持 CurrencyLevel (Segment 数组数量)的线程并发。
每当一个线程占用锁访问一个 Segment 时，不会影响到其他的 Segment。
就是说如果容量大小是16他的并发度就是16，可以同时允许16个线程操作16个Segment而且还是线程安全的。
public V put(K key, V value) {
Segment<K,V> s;
if (value == null)
throw new NullPointerException();//这就是为啥他不可以put null值的原因
int hash = hash(key);
int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;
if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject
(segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null)
s = ensureSegment(j);
return s.put(key, hash, value, false);
}
他先定位到Segment，然后再进行put操作。
我们看看他的put源代码，你就知道他是怎么做到线程安全的了，关键句子我注释了。
final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// 将当前 Segment 中的 table 通过 key 的 hashcode 定位到 HashEntry
HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null :
scanAndLockForPut(key, hash, value);
V oldValue;
try {
HashEntry<K,V>[] tab = table;
int index = (tab.length - 1) & hash;
HashEntry<K,V> first = entryAt(tab, index);
for (HashEntry<K,V> e = first;;) {
if (e != null) {
K k;
// 遍历该 HashEntry，如果不为空则判断传入的 key 和当前遍历的 key 是否相等，相等则覆盖旧的 value。
if ((k = e.key) == key ||
(e.hash == hash && key.equals(k))) {
oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent) {
e.value = value;
++modCount;
}
break;
}
e = e.next;
}
else {
// 不为空则需要新建一个 HashEntry 并加入到 Segment 中，同时会先判断是否需要扩容。
if (node != null)
node.setNext(first);
else
node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, first);
int c = count + 1;
if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY)
rehash(node);
else
setEntryAt(tab, index, node);
++modCount;
count = c;
oldValue = null;
break;
}
}
} finally {
//释放锁
unlock();
}
return oldValue;
}
首先第一步的时候会尝试获取锁，如果获取失败肯定就有其他线程存在竞争，则利用scanAndLockForPut()自旋获取锁。
-
尝试自旋获取锁。
-
如果重试的次数达到了
MAX_SCAN_RETRIES则改为阻塞锁获取，保证能获取成功。
那他get的逻辑呢？
get 逻辑比较简单，只需要将 Key 通过 Hash 之后定位到具体的 Segment ，再通过一次 Hash 定位到具体的元素上。
由于 HashEntry 中的 value 属性是用 volatile 关键词修饰的，保证了内存可见性，所以每次获取时都是最新值。
ConcurrentHashMap 的 get 方法是非常高效的，因为整个过程都不需要加锁。
你有没有发现1.7虽然可以支持每个Segment并发访问，但是还是存在一些问题？
是的，因为基本上还是数组加链表的方式，我们去查询的时候，还得遍历链表，会导致效率很低，这个跟jdk1.7的HashMap是存在的一样问题，所以他在jdk1.8完全优化了。
那你再跟我聊聊jdk1.8他的数据结构是怎么样子的呢？
其中抛弃了原有的 Segment 分段锁，而采用了CAS + synchronized来保证并发安全性。
跟HashMap很像，也把之前的HashEntry改成了Node，但是作用不变，把值和next采用了volatile去修饰，保证了可见性，并且也引入了红黑树，在链表大于一定值的时候会转换（默认是8）。
同样的，你能跟我聊一下他值的存取操作么？以及是怎么保证线程安全的？
ConcurrentHashMap在进行put操作的还是比较复杂的，大致可以分为以下步骤：
-
根据 key 计算出 hashcode 。
-
判断是否需要进行初始化。
-
即为当前 key 定位出的 Node，如果为空表示当前位置可以写入数据，利用 CAS 尝试写入，失败则自旋保证成功。
-
如果当前位置的
hashcode == MOVED == -1,则需要进行扩容。 -
如果都不满足，则利用 synchronized 锁写入数据。
-
如果数量大于
TREEIFY_THRESHOLD则要转换为红黑树。
9、SynchronizedMap与HashTable加锁的区别：
HashTable锁的是当前的对象，SyncronizedMap可以在构造的时候传入对象作为对象锁，concurrentHashMap则用了CAS+synchronized来保证线程安全，效率更高。
10、ConcurrentSkipListMap与ConcurrentHashMap区别：
前者节点存储用的是跳跃表，后者用的是链表加上红黑树。
浙公网安备 33010602011771号