HashTable，HashMap，ConcurrentHashMap区别和联系

首先比较HashMap和HashTable:

HashMap：

1、底层为数组加链表实现，允许key为null
2、线程不安全
3、初始容量为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂
4、插入元素后才判断该不该扩容，有可能无效扩容（插入后如果扩容，如果没有再次插入，就会产生无效扩容）
5、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，初始加载因子为0.75
6、计算index方法：index = hash & (tab.length – 1)

HashTable:

1、底层为数组加链表实现，不允许key为null
2、实现线程安全的方法是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低
3、初始size为11，扩容：newsize = olesize*2+1
4、计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

  HashMap和Hashtable都是用hash算法来决定其元素的存储，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下属性：

-. 容量（capacity）：hash表中桶的数量
-. 初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量，HashMap允许在构造器中指定初始化容量
-. 尺寸（size）：当前hash表中记录的数量
-. 负载因子（load factor）：负载因子等于“size/capacity”。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的散列表，依此类推。轻负载的散列表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢）
  除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。
  HashMap和Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashMap和Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。
  “负载极限”的默认值（0.75）是时间和空间成本上的一种折中：
较高的“负载极限”可以降低hash表所占用的内存空间，但会增加查询数据的时间开销，而查询是最频繁的操作（HashMap的get()与put()方法都要用到查询）,较低的“负载极限”会提高查询数据的性能，但会增加hash表所占用的内存开销,程序猿可以根据实际情况来调整“负载极限”值。

ConcurrentHashMap

1、底层采用分段的数组+链表实现，线程安全，实现线程安全的方式是分段加锁
2、线程安全的实现方式是通过把整个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。)
3、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，ConcurrentHashMap也是使用synchronized进行加锁的，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。

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4、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
5、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

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