前言

Map 这样的键值对key-value结构在软件开发中是非常经典的结构，常用于在内存中存放数据。

看了些技术文章，总结了一下HashMap和ConcurrentHashMap的核心知识点，采用提问解答的方式，相信看完后以后你会感觉清晰很多~

一、谈谈你理解的 HashMap，讲讲其中的 get put 过程。

答：HashMap 底层是基于数组+链表组成的容器，key-value允许空值，不同步、线程不安全

Put过程：

1. 先判断数组是否需要初始化；

2. 如果key为空，则put一个null值进去；

3. 根据key计算出hashcode；

4. 根据hashcode定位出所在的捅；

5. 如果捅是一个链表，则要判断里面的hashcode、key是否和传入的key相等，如果相等则进行覆盖，并返回原来的值；

6. 如果捅是空的，说明当前位置没有数据存入，新增一个Entry对象写入当前位置；

7. 当调用 addEntry 写入 Entry 时需要判断是否需要扩容。

Get过程：

1. 根据key计算hashcode，定位到具体的桶；

2. 判断该位置是否是链表，不是链表就根据key、key的hashcode是否相等来返回值，是链表就遍历直到key以及hashcode相等的时候就返回值；

3. 啥都没取到就返回null.

二、1.8 做了什么优化？

1. 优化了查询效率，TREEIFY_THRESHOLD 用于判断是否需要将链表转换为红黑树的阈值。

2. HashEntry 修改为 Node。

3. 对大链表做了优化，修改为红黑树之后查询效率直接提高到了 O(logn)。

三、HashMap是线程安全的嘛？

不是，jdk没有对HashMap做任何同步操作

• 不安全会导致哪些问题？

并发环境下容易产生死循环，发生死锁

• 如何解决？有没有线程安全的并发容器？

可以使用Collections.synchronizedMap(Map map)方法，可以把hashmap变成一个同步的容器 (拥有锁限制的同步机制，内部加了synchronized锁同步关键字)有，ConcurrentHashMap，内部采用了ReentrantLock可重入锁，有效避免死锁

四、ConcurrentHashMap 是如何实现的？

由segment数组，HashEntry组成，仍是数组+链表，与HashMap类似，只是内部的Value以及链表都是volatile关键字修饰，保证其可见性。

ConcurrentHashMap使用了分段锁技术，segment继承于RenntrantLock可重入锁，默认16个，线程相互独立。(1.7)

1.7、1.8 实现有何不同？为什么这么做？

1.7：

Put操作：(由于volatile只能保证数据的可见性和顺序性，无法保证原子性，所以仍需加锁)

首先通过key定位到segment，然后再到具体的segment进行put，

将当前segment中的table根据key的hashcode定位到HashEntry，遍历该HashEntry，不为空判断传入的key和当前遍历的key是否相等，相等则覆盖旧的值。为空则新建一个HashEntry加入当前segment中，并判断是否需要扩容。最后解除获取的segment锁。

Get操作： 

只需要将 Key 通过 Hash 之后定位到具体的 Segment ，再通过一次 Hash 定位到具体的元素上。

由于 HashEntry 中的 value 属性是用 volatile 关键词修饰的，保证了内存可见性，所以每次获取时都是最新值。

ConcurrentHashMap 的 get 方法是非常高效的，因为整个过程都不需要加锁

1.8：(解决那就是查询遍历链表效率太低。)

1.8 抛弃了segment分段锁，取消了 ReentrantLock 改为了synchronized，采用CAS+synchronized保证并发安全性。

将Entry改为Node，val和next用volatile修饰。

采用红黑树之后可以保证查询效率

CAS：CompareAndSwag比较交换，实现多线程同步的原子指令

Put操作：

1. 首先根据key计算hashcode；

2. 判断是否需要初始化；

3. 通过key定位Node，判断是否为空。空：可直接写数据，CAS尝试写入，若失败，则自旋写入；

4. 若当前Node位置 hashcode==MOVED==-1 ，则可扩容；

5. 若都不满足则synchronized锁简单粗暴写；

6. 若数量大于treeify_thresod树阈值。则转为红黑树

Get操作：

1. 根据key hashcode 寻址。

2. 若在桶上，直接返回，若是红黑树，就按照树的方式遍历。

3. 若都不满足就用链表的方式遍历。

五、HashMap什么时候扩容？

什么时候扩容：

• 当向容器添加元素(存值)的时候，会判断当前容器的元素个数，如果大于等于阈值---即当前数组的长度乘以加载因子的值的时候，就要自动扩容

• 而在hashmap数组扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置，并放进去，这就是resize。 

• 所以如果我们已经预知hashmap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高hashmap的性能。