FAQ-HashMap & ConcurrentHashMap

• HashMap

  • 数组+链表

  • 非同步，可使用 Collections.synchronizedMap 构造同步 HashMap

  • 通过“拉链法”实现的哈希表

  • 默认容量 16，必须为 2 的幂

  • table ，一个 Entry 数组（Entry 实际为单项链表）

  • size，键值对数量

  • threshold，阈值 = 容量 × 加载因子，用于判断是否需要调整容量

  • loadFactor，加载因子，默认 0.75，时间与空间上的一种折中

    • 哈希冲撞

  • modCount -> fail-fast 机制

  • hash() 计算 key 的 hash 值，供寻找索引使用

  • indexFor() 返回数组索引 hash & (length - 1)

  • resize() 重新调整大小，重新将元素添加到新数组

  • put 元素放在链表表头

  • Entry implements Map.Entry ； key, value, next, hash

  • HashIterator implements Iterator

    • current, next
    • expectedModCount
    • hasNext(), nextEntry(), remove()

  • keySet, entrySet；Set不包含重复元素

  • values 为 Collection，可重复

  1.8 中使用了红黑树，在某个桶中链表长度达到 8 时，链表会转化为红黑树，提升查找性能 （O(N) -> O(logn)）

  • JDK7与JDK8中HashMap的实现

  • ConcurrentHashMap

    • 不允许 key/value 为空
    • 1.7
      • 分段锁 Segment 继承 ReentrantLock，分段只在使用时才会创建
        • 一个分段锁定不影响其他分段的访问，提升高并发环境下的处理能力
        • 每个分段其实也是一个表
      • 默认容量 16，默认并发度 16，默认负载因子 0.75
      • put 时会进行 tryLock 一定次数后，若仍无法获取锁，则通过 lock 申请
        • 获得锁后对链表进行遍历查找，无相同节点则将新的 HashEntry 做为链表头
        • 如果容量达到阈值，则对 Segment 进行 rehash 扩容
      • 弱一致性：get, containsKey 没有使用锁，而是通过 Unsafe 的 getObjectVolatile() 提供原子语义
      • size, containsValue
        • 进行两次操作，如果连续两次所有 Segment 的 modcount 和相等，则说明未发生其他修改，返回获得的值
        • 应避免在多线程情况下使用
    • 1.8
      • 放弃分段锁，使用 CAS + synchronized 头节点
      • 与 HashMap 类似，使用 数组+链表+红黑树 实现
      • Node implements Map.Entry 用于存储键值对
      • TreeNode extends Node 用于放入 TreeBin 完成红黑树的转换

    • ConcurrentHashMap总结