聊聊HashMap、ConcurrentHashMap和HashTable

1、HashMap
1.1、了解HashMap首先了解以下几个参数：
①capacity 容量 默认是static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16（最大1<<30）
②loadFactor 装载因子 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
③threshold 阈值 即装载因子与容量乘积

1.2、看一下putVal方法

用流程图的方式分析一下：

再看一下HashMap底层数据结构就一目了然了：

hash+key保证唯一性，next实现单链表结构。
1.3、resize操作

以下对resize做分析：

1.4、HashMap的遍历
for (Map.Entry entry: map.entrySet()) {entry.getKey();}
字节码层面也是使用了迭代器：

再看看代码：

将table以链表的形式链起来，进行遍历。
2、HashTable
2.1、整理过HashMap，HashTable的设计就很好理解了。HashTable底层主要是由数组+链表的方式实现，不会再做任何优化。此外，所有访问内容的方法都加了synchronized关键字，实现线程安全。synchronized的jvm优化就暂时不讲。
2.2、初始size为11，扩容：newsize = olesize 2+1，value不能为null，key设置null运行会报NPE。
3、ConcurrentHashMap
3.1、实在因为自身水平有限，这部分内容配合了Ouka傅大哥的博文ConcurrentHashMap源码分析(1.8)才能勉强理解。
3.2、首先来看看几个属性：
private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
static final int MOVED = -1; // 表示正在转移
static final int TREEBIN = -2; // 表示已经转换成树
static final int RESERVED = -3; // hash for transient reservations
static final int HASH_BITS = 0x7fffffff; // usable bits of normal node hash
transient volatile Node[] table;//默认没初始化的数组，用来保存元素
private transient volatile Node[] nextTable;//转移的时候用的数组
/*
* 用来控制表初始化和扩容的，默认值为0，当在初始化的时候指定了大小，这会将这个大小保存在sizeCtl中，大小为数组的0.75
* 当为负的时候，说明表正在初始化或扩张，
* -1表示初始化
* -(1+n) n:表示活动的扩张线程
*/
private transient volatile int sizeCtl;
3.2、三个方法：

tabAt和setTabAt其实类似于get/set操作，调用了更为底层的getObjectVolatile/putObjectVolatile native方法，我们姑且顾名思义，这两个操作类似于java的volatile关键字，即线程可见性，实现并发。casTabAt，调用native方法compareAndSwapObject，即比较再交换，实现并发。
3.3、再来看看put操作：

过程：table为null先做初始化，若不为null且hash对应数组节点为null，直接cas进去，并跳出循环。若数组节点已有值，先判断当前是否是MOVE，如若是，先helpTransfer帮助转换。再一次循环，应已转移完毕，对数组节点上锁（synchronized），再次判断节点是否变化（可能因扩容变化），若变化再次循环。未变化，判断hash值是否大于0（MOVED，TREEBIN，RESERVED）是否都完成，遍历链表或者红黑树，完成put操作。
3.4、看看get读操作：

完全没有上锁，只使用tabAt即volatile操作。
3.5、为什么说ConcurrentHashMap的性能要优于HashMap？个人愚见，对于get操作，完全没有使用锁，跟HashMap平手；对于put操作，ConcurrentHashMap使用cas操作也未上锁；扩容或树形过程，多线程helpTransfer，加速扩容和树形化过程，特别在大数据级别上，性能要明显优于HashMap。以上，未经验证，个人猜测。
4、总结
本篇文章首先对HashMap做简要分析，从底层数据结构、put操作、resize操作和Iterator四个点着手，简单介绍了散列集的实现方案。再对HashTable做简要介绍。最后通过 Ouka傅大哥的博文，对ConcurrentHashMap的并发特性做简单剖析，介绍基本的get/put操作，了解了其中的实现原理。