并发容器ConcurrentHashMap——JDK1.7与JDK1.8区别
在Java常用的容器HashMap存在着线程不安全的问题，其中JDK1.7与JDK1.8的线程不安全会出现不同的情况：在多线程情况下，JDK1.7在HashMap在扩容时会造成环形；在JDK1.8中可能会发生数据覆盖。
1、JDK1.7下的ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment实际继承自可重入锁（ReentrantLock），在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色；HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，每个Segment里包含一个HashEntry数组，我们称之为table，每个HashEntry是一个链表结构的元素。
1.1 初始化
初始化有三个参数
initialCapacity：初始容量大小 ，默认16。
loadFactor, 扩容因子，默认0.75，当一个Segment存储的元素数量大于initialCapacity* loadFactor时，该Segment会进行一次扩容。
concurrencyLevel 并发度，默认16。并发度可以理解为程序运行时能够同时更新ConccurentHashMap且不产生锁竞争的最大线程数，实际上就是ConcurrentHashMap中的分段锁个数，即Segment[]的数组长度。如果并发度设置的过小，会带来严重的锁竞争问题；如果并发度设置的过大，原本位于同一个Segment内的访问会扩散到不同的Segment中，CPU cache命中率会下降，从而引起程序性能下降。
构造方法：
保证Segment数组的大小，一定为2的幂，例如用户设置并发度为17，则实际Segment数组大小则为32。
保证每个Segment中tabel数组的大小，一定为2的幂，初始化的三个参数取默认值时，table数组大小为2
初始化Segment数组，并实际只填充Segment数组的第0个元素
用于定位元素所在segment。segmentShift表示偏移位数，通过前面的int类型的位的描述我们可以得知，int类型的数字在变大的过程中，低位总是比高位先填满的，为保证元素在segment级别分布的尽量均匀，计算元素所在segment时，总是取hash值的高位进行计算。segmentMask作用就是为了利用位运算中取模的操作：a % (Math.pow(2,n)) 等价于 a&( Math.pow(2,n)-1)。
1.2 如何实现高并发下的线程安全
ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术。它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的hash table，只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。
1.3 如何快速定位元素
对于某个元素而言，一定是放在某个segment元素的某个table元素中的。
定位segment：取得key的hashcode值进行一次再散列（通过Wang/Jenkins算法），拿到再散列值后，以再散列值的高位进行取模得到当前元素在哪个segment上。
定位table：同样是取得key的再散列值以后，用再散列值的全部和table的长度进行取模，得到当前元素在table的哪个元素上。
1.4 get方法
定位segment和定位table后，依次扫描这个table元素下的的链表，要么找到元素，要么返回null。
在高并发下的情况下如何保证取得的元素是最新的？
用于存储键值对数据的HashEntry，在设计上它的成员变量value等都是volatile类型的，这样就保证别的线程对value值的修改，get方法可以马上看到。
1.5 put方法
- 首先定位segment，当这个segment在map初始化后，还为null，由ensureSegment方法负责填充这个segment。
- 对Segment 加锁
- 定位所在的table元素，并扫描table下的链表，找到时：
没有找到时：
1.6 扩容操作
假设原来table长度为4，那么元素在table中的分布是这样的：
| Hash值 |
15 |
23 |
34 |
56 |
77 |
| 在table中下标 |
3 = 15%4 |
3 = 23 % 4 |
2 = 34%4 |
0 = 56%4 |
1 = 77 % 4 |
扩容后table长度变为8，那么元素在table中的分布变成：
| Hash值 |
56 |
|
34 |
|
|
77 |
|
15,23 |
| 下标 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
可以看见 hash值为34和56的下标保持不变，而15,23,77的下标都是在原来下标的基础上+4即可，可以快速定位和减少重排次数。
1.7 弱一致性
get方法和containsKey方法都是通过对链表遍历判断是否存在key相同的节点以及获得该节点的value。但由于遍历过程中其他线程可能对链表结构做了调整，因此get和containsKey返回的可能是过时的数据，这一点是ConcurrentHashMap在弱一致性上的体现。
2、JDK1.8下的ConcurrentHashMap
2.1 与JDK1.7相比的主要变化
- 取消了segment数组，直接用table数组保存数据，锁的粒度更小，减少并发冲突的概率。
- 存储数据时采用了链表+红黑树的形式，纯链表的形式时间复杂度为O(n)，红黑树则为O（logn），性能提升很大。什么时候链表转红黑树？当key值相等的元素形成的链表中元素个数超过8个的时候；当红黑树元素个数小于6个时会褪化为链表。
2.2 主要数据结构和关键变量
Node类：存放实际的key和value值
sizeCtl：
- 负数：表示进行初始化或者扩容,-1表示正在初始化，-N，表示有N-1个线程正在进行扩容
- 正数：0 表示还没有被初始化，>0的数，初始化或者是下一次进行扩容的阈值
TreeNode：用在红黑树，表示树的节点。
TreeBin：实际放在table数组中的，代表了这个红黑树的根
2.3 初始化
只是给成员变量赋值，put时进行实际数组的填充
2.4 定位元素
2.5 get方法
2.6 put方法
2.7 弱一致性
与JDK1.7一样还是存在弱一致性