HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap的区别

HahMap、HashTable和ConcurrentHashMap的区别：

	HashMap	HashTable	ConcurrentHashMap
null键	允许	不允许	不允许
null值	允许	不允许	不允许
效率	非常高	低	高
线程安全	不安全	安全	安全
数据结构	数组+链表+红黑树	数组+链表	数组+链表+红黑树
同步方式	无	synchronized同步方法	1.7版本：基于segment分段锁机制，基于ReentrantLock实现；1.8版本：基于CAS+synchronized实现，空节点插入使用CAS，有Node节点则使用synchronized加锁
迭代器类型	fail-fast迭代器：在遍历时不断更新元素，否则将抛出异常	fail-safe迭代器：基于容器的克隆，因此遍历操作时元素的更新不影响遍历	fail-safe迭代器：基于容器的克隆，因此遍历操作时元素的更新不影响遍历

各自实现的原理：

HashMap：

1.HashMap实现了Map接口， HashMap的默认初始容量是16，最大容量为2的30次方；

2.何时链表和红黑树相互转化：
若链表中节点个数超过8时，会将链表转化为红黑树；
若红黑树中节点小于6时，红黑树退还为链表；
如果哈希桶中某条链表的个数超过8，并且桶的个数超过64时才会将链表转换为红黑树，否则直接扩容。

3.HashMap桶中放置的节点—该节点是一个单链表的结构：Entry单向链表，当准备添加一个key-value对时，首先使用key借助hash函数计算key的哈希地址,再将key-value键值对，结合计算出的hash地址插入到哈希桶中。

4.HashMap是基于哈希表实现的，存储的数据是key-value键值对，实现了Serializable接口，Cloneable接口，所以它也支持序列化，能被克隆。

HashTable：

1.HashTable同样是基于哈希表实现，存储的数据同样为key-value键值对，其内部也是通过单链表解决哈希冲突的，容量不足时，同样会自动扩容；

2.线程安全，可以用于多线程场景。它的线程安全实现方式是：所有的方法都使用synchronized加锁，像一些读操作不存在线程不安全问题，所以全部方法加锁导致了效率低下。

3.现在已经被丢了不再使用了。不涉及线程安全问题时使用HashMap，要保证线程安全时，使用ConcurrentHashMap。

ConcurrentHashMap：

1.7版本：

1.底层数据结构还是数组+链表。HashEntry为链表的节点。

2.采用了segment分段锁技术，在多线程并发更新操作时，对同一个segment进行同步加锁，保证数据安全，这样就可以基于不同的segment进行并发写操作。

3.继承ReentrantLock实现同步锁机制。

4.和HashMap一样，都存在hash冲突，链表查询效率低的问题。

1.8版本：

1.底层数据结构和HashMap 1.8版本一样，都是数组+链表+红黑树；

2.支持多线程并发操作，实现原理：CAS+synchronized保证并发更新；

3.put方法放元素的时候：通过key对象的hashcode计算出数组的索引，如果没有Node，则使用CAS尝试插入元素，失败则无条件自旋，直到插入成功为止，如果存在Node，则使用synchronized锁住该Node元素（链表/红黑树的头节点），再执行插入操作。

1.7和1.8版本共同有的特征：

1.读操作没有加锁，value是volatile修饰的，保证了可见性，所以是安全的；
2.读写分离可以提高效率：多线程对不同的Node/Segment的插入/删除是可以并发、并行执行的，对同一个Node/Segment的写操作是互斥的。读操作是无锁状态，可以并发、并行执行。