HashMap,HashTable,ConcurrentHashMap

HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap都是map接口的实现类

1、HashTable

继承实现情况

• 任何非空对象都可作为键或值（键值都不能为空）
• 底层数组+链表实现
• 线程安全，实现线程安全的方式是在进行修改的时候锁住了整个HashTable，效率低下，ConcurrentHashMap对此进行了优化（分段所）
• 初始size是11，扩容2*size+1
• 计算hashCode的方法：直接使用key的hashcode对table数组的长度直接进行取模
• index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

2、HashMap

继承实现情况

基于hash表的Map接口的实现类，存储形式为一组组的键值对，并且键值都允许为空，键只能最多允许有一个null（key不可重复性），

HashMap类大致相当于 Hashtable，除了它是不同步的，允许空值。

HashMap不保证任何Map的秩序，特别是不保证存储的顺序随时间保持恒定

• 底层数组+链表（红黑树）存储，键值都可以为空，线程不安全，当链表长度大于8时，将后面的数据放入红黑树存储。
• 初始size为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂
• 扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入
• 当Map中元素总数超过Entry数组的75%，触发扩容操作，为了减少链表长度，元素分配更均匀
• 计算hashCode方法：计算hash对key的hashcode进行了二次hash，以获得更好的散列值，然后对table数组长度取摸
• index = hash & (tab.length – 1)

 

• hash冲突

当多个键值对通过键计算出来的hashCode是相同的话就会出现hash冲突

解决此冲突常用的是链地址法，即在数组角标上加一个链表，冲突发生的时候就将新的键值对加在链表上。进行查找的时候，先通过hashCode找到数组角标，再遍历链表通过key.equals()方法确定位置。

• 加载因子

为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。

加载因子还可以通过构造函数根据实际情况由程序员指定。加载因子越小，查找的效率越快，空间成本越大（用空间换时间）

 

3、ConcurrentHashMap

继承实现情况

• 底层采用分段的数组+数组+链表（红黑树）实现，线程安全
• 通过把整个Map分为N个Segment，可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认提升16倍。(读操作不加锁，由于HashEntry的value变量是 volatile的，也能保证读取到最新的值。)
• Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占，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
• 有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁
• 扩容：段内扩容（段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容，不会对整个Map进行扩容），插入前检测需不需要扩容，有效避免无效扩容
• ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。