HashMap和ConcurrentHashMap

1.HashMap
（1）HashMap是一个存储Key-value键值对的集合，每一个键值对也叫作Entry，这些Entry分散储存在一个数组中，这个数组就是HashMap的主干
（2）HashMap数组每一个元素的初始值都是Null
（3）Put方法原理
hashMap.put（“apple”,0）
Index=Hash（“apple”）：通过哈希函数确定Entry的插入位置（index）,但是HashMap的长度有限，插入Entry过多，hash函数会出现index冲突，我们利用链表来解决
（4）HashMap解决哈希冲突问题：HashMap数组中每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头结点，每一个Entry对象通过Next指针指向了它的下一个Entry节点，当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需插入到对应的链表即可，
注意：新来的Entry节点插入链表，使用“头插法”，
（5）Get方法原理
①对输入的key做一次Hash映射，得到对应的index
Index=Hash（“apple”）
②同一位置匹配到多个Entry，顺着对应的链表的头结点往下找，直到找到我们要查找的key
③后插入的Entry被查找的可能性大，所以后插入的Entry放在头结点
（6）HashMap初始化默认长度是16原因
为了服务于从Key映射到index的Hash算法，Hash算法采用了位运算的方式，目的为了hash算法结果均匀
参考：http://mp.weixin.qq.com/s/HzRH9ZJYmidzW5jrMvEi4w
（7）ReHash（解决HashMap容量有限问题）
影响因素：
①Capacity :HashMap的当前长度，HashMap的长度是2的幂
②LoadFactor：HashMap的加载因子，默认值为0.75f
衡量HashMap是否进行Resize的条件如下：
HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor
扩容步骤
①扩容:创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍
②ReHash:遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组（因为Hash规则改变）
Hash公式：index = HashCode（Key） & （Length - 1）
（8）多线程下的ReHash
假设一个HashMap已经到了Resize的临界点(需要扩容)。此时有两个线程A和B，在同一时刻对HashMap进行Put操作：链表出现环形，当调用Get查找一个不存在的Key，而这个Key的Hash结果恰好等于3的时候，由于位置3带有环形链表，所以程序将会进入死循环！
2.ConcurrentHashMap
（1）为何不使用HashTable或者Collections.synchronizdMap
性能问题：无论读操作还是写操作，他们都会给整个集合加锁，导致同一时间的其他操作为之阻塞
（2）Segment:本身相当于一个HashMap对象，和HashMap一样，Segment包含一个HashEntry数组，数组中每一个HashEntry既是一个键值对，也是一个链表的头结点
Segment结构如下：

像这样的Segment对象，在ConcurrentHashMap集合中有多少个呢？有2的N次方个，共同保存在一个名为segments的数组当中。

ConcurrentHashMap结构如下：

可以说，ConcurrentHashMap是一个二级哈希表。在一个总的哈希表下面，有若干个子哈希表。
（3）ConcurrentHashMap的优势是采用了锁分段技术，每一个Segment好比一个自治区，读写操作高度自治，Segment之间互不影响
Case1:不同Segment的并发写入

Case2:同一Segment的一写一读

Case3:同一Segment的并发写入

（4）Get方法：
①为输入的Key做Hash运算，得到hash值。
②通过hash值，定位到对应的Segment对象
③再次通过hash值，定位到Segment当中数组的具体位置。
（5）Put方法
1.为输入的Key做Hash运算，得到hash值。
2.通过hash值，定位到对应的Segment对象
3.获取可重入锁
4.再次通过hash值，定位到Segment当中数组的具体位置。
5.插入或覆盖HashEntry对象。
6.释放锁。
（6）Size方法的统计
①遍历所有的Segment。
②把Segment的元素数量累加起来。
③把Segment的修改次数累加起来。
④判断所有Segment的总修改次数是否大于上一次的总修改次数。如果大于，说明统计过程中有修改，重新统计，尝试次数+1；如果不是。说明没有修改，统计结束。
⑤如果尝试次数超过阈值，则对每一个Segment加锁，再重新统计。
⑥再次判断所有Segment的总修改次数是否大于上一次的总修改次数。由于已经加锁，次数一定和上次相等。
⑦释放锁，统计结束。