java的HashMap与ConcurrentHashMap

（1）放入HashMap的元素是key-value对。

（2）底层说白了就是以前数据结构课程讲过的散列结构。

（3）要将元素放入到hashmap中，那么key的类型必须要实现实现hashcode方法，默认这个方法是根据对象的地址来计算的，具体我也记不太清楚了，接着还必须覆盖对象的equal方法。

　　用一张图来表示一下散列结构吧：

　　在这里hashCode函数就是用于确定当前key应该放在hash桶里面的位置，这里hash桶可以看成是一个数组，最简单的通过一些取余的方法就能用来确认key应该摆放的位置，而equal函数则是为了与后面的元素之间判断重复。

　　好了，这里我们接下来来看看java的这两种类库的用法吧：

　　由于他们都实现了Map接口，将元素放进去的方法就是put（a，b），这里我们先来分析比较简单的HashMap吧：

 

    public V put(K key, V value) {
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);  //获取当前key的hash值
        int i = indexFor(hash, table.length);  //返回在hash桶里面的位置
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  //遍历当前hansh桶后面的元素
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  //如果有相同的key，那么需要替换value
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;  //返回以前的value
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);  //放入entry
        return null;
    }

 

　　这个函数其实本身还是很简单的，首先通过hash函数获取当前key的hash值，不过这里需要注意的是，对hashCode方法返回的值HashMap本身还会进行一些处理，具体什么样子的就不细说了，然后再调用indexFor方法用于确定当前key应该属于当前Hash桶的位置，接着就是遍历当前桶后面的链表了，这里equal方法就派上用场了，这里看到如果equal是相等的话，那么就直接用新的value来替换原来的value就好了。。。

　　当然最多的情况还是，桶后面的链表没有与当前的key相同的，那么这个时候就需要调用addEntry方法，将要加入的key-value放入到当前的结构中了，那么接下来来看看这个方法的定义吧：

 

    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            resize(2 * table.length);  //相当于重新设置hash桶
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
        }

        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);  //创建新的entry，并将它加入到当前的桶后面的链表中
    }

 

　　其实这个方法很简单，首先来判断当前的桶的大小，如果觉得太小的话，那么需要扩充当前桶的大小，这样可以让添加元素存放的更离散化一些，优化擦入和寻找的效率。

　　然后就是创建一个新的entry，用于保存要擦入的key和value，然后再将其链到应该放的桶的链表上就好了。。

　　好了，到这里位置，整个HashMap的擦入元素的过程就已经看的很清楚了，在整个这个过程中没有看到有加锁的过程，因此可以说明HashMap是不支持并发的，不是线程安全的，在并发的环境下使用会产生一些不一致的问题。。。

　　因此java新的concurrent类库中就有了ConcurrentHashMap用于在并发环境中使用。。

　　那么我们再来看看ConcurrentHashMap的put操作是怎么搞的吧：

 

    public V put(K key, V value) {
        Segment<K,V> s;
        if (value == null)
            throw new NullPointerException();
        int hash = hash(key);  //获取hash值
        int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;
        if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject          // nonvolatile; recheck
             (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) //  in ensureSegment  //用于获取相应的片段
            s = ensureSegment(j);   //这里表示没有这个片段，那么需要创建这个片段
        return s.put(key, hash, value, false);  //这里就有分段加锁的策略
    }

 

　　这里刚开始跟HashMap都差不太多吧，无非是先获取当前key的hash值，但是接下来进行的工作就不太一样了，这里就有了一个分段的概念：

　　ConcurrentHashMap将整个Hash桶进行了分段，也就是将这个大的数组分成了几个小的片段，而且每个小的片段上面都有锁存在，那么在擦入元素的时候就需要先找到应该插入到哪一个片段，然后再在这个片段上面进行擦入，而且这里还需要获取锁。。。。

　　那我们来看看这个segment的put方法吧：

 

final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
         //这里的锁是计数锁，同一个锁可以被同一个线程获取多次，但是不能被不同的线程获取
            HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null :   //如果获取了当前的segment的锁，那么node为null，待会自己分配就好了
                scanAndLockForPut(key, hash, value);  //如果没有加上锁，那么等吧，有可能的话还要分配entry，反正有时间干嘛不多做一些事情
            V oldValue;
            try {
             //这里表示已经获取了锁，那么将在相应的位置放入entry
                HashEntry<K,V>[] tab = table;
                int index = (tab.length - 1) & hash;
                HashEntry<K,V> first = entryAt(tab, index);  //找到存放entry的桶，然后获取第一个entry
                for (HashEntry<K,V> e = first;;) {  //从当前的第一个元素开始
                    if (e != null) {
                        K k;
                        if ((k = e.key) == key ||
                            (e.hash == hash && key.equals(k))) {  //如果key相等，那么直接替换元素
                            oldValue = e.value;  
                            if (!onlyIfAbsent) {
                                e.value = value;   
                                ++modCount;
                            }
                            break;
                        }
                        e = e.next;
                    }
                    else {
                        if (node != null)
                            node.setNext(first);
                        else
                            node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, first);
                        int c = count + 1;
                        if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY)
                         //如果元素太多了，那么需要重新调整当前的hash结构，让桶变多一些，这样元素放的更离散一些
                            rehash(node);
                        else
                            setEntryAt(tab, index, node);
                        ++modCount;
                        count = c;
                        oldValue = null;
                        break;
                    }
                }
            } finally {
                unlock();  //这里必须要在finally里面释放已经获取的锁，这样才能保证锁一定会被释放
            }
            return oldValue;
        }

　其实在这里ConcurrentHashMap和HashMap的区别就已经很明显了：

　　（1）ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分段，而HashMap则没有

　　（2）ConcurrentHashMap在每一个分段上都用锁进行保护，从而让锁的粒度更精细一些，并发性能更好，而HashMap没有锁机制，不是线程安全的。。。

　　最后用一张图来表来说明一下ConcurrentHashMap吧：

　　最后，在并发的情况下，要么使用concurrent类库中提供的容器，要么就需要自己来管理数据的同步问题了。。。