【Java】HashMap~线程安全

作为一个程序猿，特别是Java后端的，应该全部人都用过HashMap，也都知道HaspMap是一个用于存储Key-Value键值对的集合。与此同时我们把每一个键值对也叫做 Entry。

而这些Entry在Java中是存放在一个数组当中的，数组的大小默认为16，如果我们在new一个HashMap的时候没有给初始值得话（自动扩展或初始化时，长度是2的幂）

初始化了的HashMap默认数组中全部的Entry为null

在HashMap中，我们最常用的两个方法：put和get方法

一. Put 方法

例子：hashMap.put(“name”, 123) ，插入一个Key为“name”，value为123的元素

1.这时候会利用一个哈希函数来确定Entry的插入位置（index）：index = Hash（“name”），index也就是这个hashmap数组中的下标

2.但是这里会有个问题，因为是通过一个hash函数来计算出的index下标，所以会出现其他的key计算出的index和name计算出来的index是一样的，所以每个数组对应的其实是一个链表，每一个 Entry 对象通过 Next 指针指向它的下一个 Entry 节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，会插入到对应的链表中

3.需要注意的是这个链表使用的插入方式是“头部插入”的方式，因为HashMap 的发明者认为，后插入的 Entry 被查找的可能性更大，这样可以加快查找的效率

二.Get方法

例子：hashMap.get(“name”) ，获取一个Key为“name”的元素

1.同样的会把输入的 Key 做一次 Hash 映射，得到对应的 index：index = Hash（“name”），在hashmap数组中的下标为index

2.刚才所说到的 ，不同的key可能映射出来相同的index，造成Hash 冲突，所以同一个位置有可能保存了多个Entry，这时候就需要顺着对应链表的头节点，一个一个根据key来匹配查找。

3.当key被链表中的其中一个entry匹配上了，将这个entry返回

在这里我们基本清楚HashMap的实现原理的，在这个过程中，同时我们也能发现，整个HashMap中有两个方法是非常重要的：

Hash()方法：均匀分布原则，在这个方法中需要均匀的将全部的key分布在所分配到的数组当中，一个好的hash算法，可以将HashMap中的entry更合理的分布到数组当中

equip()方法：这个方法在查找的key被hash之后，在链表查询比对中使用到

三、线程安全的hashMap

1、HashTable

　　private Map<String, Object> map = new Hashtable<>();

　　HashTable的get/put方法都被synchronized关键字修饰，它们是方法级别阻塞的，它们占用共享资源锁，所以导致同时只能一个线程操作get或者put，而且get/put操作不能同时执行，所以这种同步的集合效率非常低，一般不建议使用这个集合

2、SynchronizedMap

　　private Map<String, Object> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>());

　　SynchronizedMap直接使用工具类里面的方法创建SynchronizedMap，把传入进行的HashMap对象进行了包装同步；SynchronizedMap的实现方式是加了个对象锁，每次对HashMap的操作都要先获取这个mutex的对象锁才能进入，所以性能也不会比HashTable好到哪里去，也不建议使用。

3、ConcurrentHashMap

　　private Map<String, Object> map = new ConcurrentHashMap<>();

　　这个也是最推荐使用的线程安全的Map，也是实现方式最复杂的一个集合，每个版本的实现方式也不一样，在jdk8之前是使用分段加锁的一个方式，分成16个桶，每次只加锁其中一个桶，而在jdk8又加入了红黑树和CAS算法来实现。实现起来很复杂，但使用起来也是非常简单的，在java面试中问的频率也非常高，最重要的是性能要比上面两种同步方式要快太多，推荐使用。