HashMap底层实现原理解析

1、数组结构： 存储区间连续、内存占用严重、空间复杂度大

优点：随机读取和修改效率高，原因是数组是连续的（随机访问性强，查找速度快）

缺点：插入和删除数据效率低，因插入数据，这个位置后面的数据在内存中都要往后移动，且大小固定不易动态扩展。

2、链表结构：存储区间离散、占用内存宽松、空间复杂度小

优点：插入删除速度快，内存利用率高，没有固定大小，扩展灵活

缺点：不能随机查找，每次都是从第一个开始遍历（查询效率低）

3、哈希表结构：结合数组结构和链表结构的优点，从而实现了查询和修改效率高，插入和删除效率也高的一种数据结构

常见的HashMap就是这样的一种数据结构

HashMap中的put()和get()的实现原理：

1、map.put(k,v)实现原理

（1）首先将k,v封装到Node对象当中（节点）。

（2）然后它的底层会调用K的hashCode()方法得出hash值。

（3）通过哈希表函数/哈希算法，将hash值转换成数组的下标，下标位置上如果没有任何元素，就把Node添加到这个位置上。如果说下标对应的位置上有链表。此时，就会拿着k和链表上每个节点的k进行equal。如果所有的equals方法返回都是false，那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个equals返回了true，那么这个节点的value将会被覆盖。

2、map.get(k)实现原理

(1)先调用k的hashCode()方法得出哈希值，并通过哈希算法转换成数组的下标。

(2)通过上一步哈希算法转换成数组的下标之后，在通过数组下标快速定位到某个位置上。如果这个位置上什么都没有，则返回null。如果这个位置上有单向链表，那么它就会拿着K和单向链表上的每一个节点的K进行equals，如果所有equals方法都返回false，则get方法返回null。如果其中一个节点的K和参数K进行equals返回true，那么此时该节点的value就是我们要找的value了，get方法最终返回这个要找的value。

相比 jdk1.7 的 HashMap 而言，jdk1.8最重要的就是引入了红黑树的设计，当hash表的单一链表长度超过 8 个的时候，链表结构就会转为红黑树结构。

HashMap常用参数

capacity: 当前数组的容量，默认为16。可以扩容，扩容后数组大小*2。

loadFactor: 负载因子，默认为0.75.

threshold: 扩容的阈值，= capacity * loadFactor。

ConcurrentHashMap

JDK 1.7版本之前，其有多个segment组成。每个segment均继承ReentrantLock并单独枷锁，所以每次进行加锁操作时锁住的都是一个segment。这样只要保证每个segment都是安全的，也就实现了全局的线程安全。其中有个参数叫conccurrencyLevel，默认值16，指16个segment，最多支持16个线程并发执行写操作，只要他们操作的数据分布在不同的segment上。conccurrencyLevel只能在初始化设置，一旦初始化后就不可以更改。

JDK 1.8之后，ConcurrentHashMap弃用了segment，改用Synchronized+CAS（CAS介绍）实现对多线程的安全操作。同时引入了红黑树结构。