HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap的区别

1.HashMap与Hashtable基本上等价，区别在于Hashtable的大部分方法都是被synchronized修饰，并且键值都不能为null(HashMap则可以)；
2.由于Hashtable大部分方法被synchronized修饰，因此是线程安全的，HashMap则是非线程安全的，大量的线程存取可能会出现异常；
3.hashMap效率相对比Hashtable高，因为synchronized修饰方法，获取锁会耗费时间，导致效率相对较低。

HashMap在jdk 1.7和jdk 1.8的版本在设计思想上有所改变，1.7主要是数据+链表，1.8是数组+链表+红黑树，红黑树也是一种链表数据结构。红黑树具有二叉树的优势，在查找方面具有一定优势，弥补jdk 1.7中HashMap因数据量较大导致链表过长、查询缓慢的问题。

为什么HashMap 的键值则都可以为 null？

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

当key为空时，哈希时会直接被赋值为0。

HashMap属性说明

    // 初始化容量大小
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    //默认的加载因子
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75F;
    //table:数据存储区
    transient HashMap.Entry<K, V>[] table;
    //已存数据的大小
    transient int size;
    //table数组需要扩容的临界值，等于table的长度*loadFactor
    int threshold;
    //装载因子
    final float loadFactor;
    //table结构修改的次数
    transient int modCount;

Hashtable

Hashtable为什么不允许键值为null？

public synchronized V put(K key, V value) {
        // 确保value不为空。这句代码过滤掉了所有value为null的键值对
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }
        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        //在此处计算key的hash值，如果此处key为null，则直接抛出空指针异常。
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }
        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

Hashtable为什么安全

hashtable的大部分方法都是由关键字synchronized修饰，因此是线程安全的

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap底层基于什么？

ConcurrentHashMap底层是基于数组+链表，而在jdk1.7和jdk1.8中稍有不同，jdk1.7中的数据结构采用分段式设计，segment数组 + HashEntry数组 + 链表实现，hash冲突采用拉链法处理。而在jdk1.8中，借鉴了jdk1.8中HashMap的设计思想，采用数组 + 链表 + 红黑树的数据结构，并且有原来的分段式锁换成了CAS + Synchronized锁，其它的地方并没有改变。

如何保证HashMap线程安全

1.使用Collections.synchronizedMap(Map)创建线程安全的map集合；
2.使用Hashtable替代hashMap；
3.使用ConcurrentHashMap来代替hashMap；