Map的常用所有实现类数据结构简单解析
一、Map集合框架
一、HashMap
JDK1.7和JDK1.8，区别还是蛮大的。
JDK1.8使用的是数组+链表+红黑树
比如：
Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();
然后我们put进去一个值。
map.put("name","caesar");
然后它是怎末操作的呢。
首先说，如果不指定数组的大小，默认数组大小的长度是16位。
然后算出name的hashCode，通过HashCode计算出，该数据因该位于数组中的位置。
先进行异或操作，使hashCode更加的随机。
然后使用与操作，来获取数组的位置，然后判断是否重复，不重复直接添加，重复就判断是链表还是红黑树，然后使用不同的方式来进行添加操作。
有如下几个疑问：
1、为什么要使用与运算来计算数组的位置，为什么不适用模运算呢？
很显然，与运算快呀，模运算要进行三步操作：除法，乘法，减法
2、为什么数组的长度最好为2的倍数如果不是2的倍数，要改为距离最近的2的倍数，算法如下：
假如说数组长度为16，那么与的树为15，也就是1111，这时候是没有空间浪费的而，当数组长度为15的时候，hashcode的值会与14（1110）进行“与”，那么最后一位永远是0，而0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101这几个位置永远都不能存放元素了，空间浪费相当大，更糟的是这种情况中，数组可以使用的位置比数组长度小了很多，这意味着进一步增加了碰撞的几率，减慢了查询的效率！
3、如果hashCode不同，就不存在hash碰撞吗？
当然不是啦，碰撞是因为，hashCode和length-1与完的值，是有可能形相同的。
4、hashmap的resize怎样改善效率
当hashmap中的元素越来越多的时候，碰撞的几率也就越来越高（因为数组的长度是固定的），所以为了提高查询的效率，就要对hashmap的数组进行扩容，数组扩容这个操作也会出现在ArrayList中，所以这是一个通用的操作，很多人对它的性能表示过怀疑，不过想想我们的“均摊”原理，就释然了，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。
那么hashmap什么时候进行扩容呢？当hashmap中的元素个数超过数组大小*loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值为0.75，也就是说，默认情况下，数组大小为16，那么当hashmap中元素个数超过16*0.75=12的时候，就把数组的大小扩展为2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，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。比如说，我们有1000个元素new HashMap(1000), 但是理论上来讲new HashMap(1024)更合适，不过上面annegu已经说过，即使是1000，hashmap也自动会将其设置为1024。 但是new HashMap(1024)还不是更合适的，因为0.75*1000 < 1000, 也就是说为了让0.75 * size > 1000, 我们必须这样new HashMap(2048)才最合适，既考虑了&的问题，也避免了resize的问题。
5、为什么不一开始就使用红黑树，要等长度到了8才使用？
- HashMap 解决 hash 冲突的时候，先用链表，再转红黑树，是为了时间和空间的平衡。
- TreeNodes 占用的空间大小大约是普通 Nodes 的两倍，只有在容器中包含足够的节点保证使用才用它，在节点数比较小的时候，对于红黑树来说，内存上的劣势会超过查找等操作的优势，使用链表更加好。
- 节点数比较多的时候，综合考虑时间和空间，红黑树比链表要好
JDK1.7的数据结构是数组+链表。不多说。
其实红黑树在数组量小的时候是不会用到了，据统计使用到红黑树的概率是千万分之一。
二、LinkedHashMap
实际和HashMap类似，就是多了两个指针而已，可以维护插入顺序，但是插入时较慢。
三、TreeMap
TreeMap使用的数据结构是红黑树，能到的查询效率为logn，主要是可以根据自定义的排序方法进行排序，主要还是排序时使用。
四、HashTable
synchronized来实现锁，实现线程安全，效率低。
五、ConcurrentHashMap
这个线程安全的Map，对性能进行了优化。
JDK1.7和1.8也是有较大的区别。
先说1.7吧
1.7抛弃了全synchronized，效率太低，使用分段锁（实际结构为：数组+数组+链表）
HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因，是因为所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁，那假如容器里有多把锁，每一把锁用于锁容器其中一部分数据，那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时，线程间就不会存在锁竞争，从而可以有效的提高并发访问效率，这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术，首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。
主要结构：
ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构， 一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素， 每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。
Segment 继承于 ReentrantLock，调用，Lock()+UnLock()的方法，来进行加锁，解锁，
1、我认为最妙的在于，它这个Segment通过HashCode来进行的数组定位。
hash >>> segmentShift) & segmentMask
segmentShift和segmentMask。这两个全局变量在定位segment时的哈希算法里需要使用，sshift等于ssize从1向左移位的次数，在默认情况下concurrencyLevel等于16，1需要向左移位移动4次，所以sshift等于4。segmentShift用于定位参与hash运算的位数，segmentShift等于32减sshift，所以等于28，这里之所以用32是因为ConcurrentHashMap里的hash()方法输出的最大数是32位的，后面的测试中我们可以看到这点。segmentMask是哈希运算的掩码，等于ssize减1，即15，掩码的二进制各个位的值都是1。因为ssize的最大长度是65536，所以segmentShift最大值是16，segmentMask最大值是65535，对应的二进制是16位，每个位都是1。
segmentMask实际就是length-1，不多说
无符号右移，是前面的各项全部为0，比如segment数组有16位，2的四次方，那么hashCode32位，右移动（32-4），也就是28位，之后，就剩下了4位，正好和segmentMask取与，高位运算，实际上直接与也可以，但是出现hash冲突的概率加大。
2、还有就是get不加锁：
get操作的高效之处在于整个get过程不需要加锁，除非读到的值是空的才会加锁重读，我们知道HashTable容器的get方法是需要加锁的，那么ConcurrentHashMap的get操作是如何做到不加锁的呢？原因是它的get方法里将要使用的共享变量都定义成volatile，如用于统计当前Segement大小的count字段和用于存储值的HashEntry的value。定义成volatile的变量，能够在线程之间保持可见性，能够被多线程同时读，并且保证不会读到过期的值，但是只能被单线程写（有一种情况可以被多线程写，就是写入的值不依赖于原值），在get操作里只需要读不需要写共享变量count和value，所以可以不用加锁。之所以不会读到过期的值，是根据java内存模型的happen before原则，对volatile字段的写入操作先于读操作，即使两个线程同时修改和获取volatile变量，get操作也能拿到最新的值，这是用volatile替换锁的经典应用场景。
然后聊聊JDK1.8的升级版本
结构还是数组+链表+红黑树
1.8 在 1.7 的数据结构上做了大的改动，采用红黑树之后可以保证查询效率（O(logn)），甚至取消了 ReentrantLock 改为了 synchronized，这样可以看出在新版的 JDK 中对 synchronized 优化是很到位的。因为synchronized实际是有锁升级过程的，可以看我的另一篇博客。
https://www.cnblogs.com/mcjhcnblogs/p/14226505.html
其中一些不太懂得部分，也参考了其他大牛的博客，讲的比较清楚
参考博客：
HashMap中相关问题的博客：
ConcurrentHashMap的参考博客：
