HashMap\HashTable\ConcurrentHashMap的原理与区别

HashTable：

• 底层数组+链表，key与value都不能为null，线程安全，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低。
• 初始size为11，扩容：newsize = oldsize*2 + 1
• 计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF)%tab.length

HashMap:

• 底层数组+链表实现，可以存储null键和null值，线程不安全
• 初始size为16，扩容newsize = oldsize*2,size一定为2的n次幂
• 扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入
• 插入元素后才判断该不该扩容，有可能无效扩容
• 当map中的元素总数超过Entry数组75%，触发扩容操作，为了减少链表的长度，元素分配更均匀
• 计算index的方法：index = hash&(tab.length - 1）

ConcurrentHashMap

• 底层采用分段的数组+链表实现，线程安全
• 通过把整个Map分为N个Segment，可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认提升16倍。(读操作不加锁，由于HashEntry的value变量是 volatile的，也能保证读取到最新的值。)
• Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占，ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术
• 有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁
• 扩容：段内扩容（段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容，不会对整个Map进行扩容），插入前检测需不需要扩容，有效避免无效扩容