HashMap底层原理

HashMap实现Map接口，非线程安全的，区别于ConcurrentHashMap。允许使用null值和null键,不保证映射的顺序.底层数据结构是一个“数组+链表+红黑树“
put():

1. 根据key计算得到key.hash = (h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)；
2. 根据key.hash计算得到桶数组的索引index = key.hash & (table.length - 1)，这样就找到该key的存放位置了：
   ① 如果该位置没有数据，用该数据新生成一个节点保存新数据，返回null；
   ② 如果该位置有数据是一个红黑树，那么执行相应的插入 / 更新操作
   ③ 如果该位置有数据是一个链表，分两种情况一是该链表没有这个节点，另一个是该链表上有这个节点，注意这里判断的依据是key.hash是否一样： 如果该链表没有这个节点，那么采用尾插法新增节点保存新数据，返回null； 如果该链表已经有这个节点了，那么找到該节点并更新新数据，返回老数据。
   3.更新size和阈值
   扩容机制
   扩容时机：
   1）当链表长度大于8的时候并且数组的长度小于64时优先进行扩容
   2） 当元素个数大于阈值时，进行扩容。
   怎么扩容：
   调用resize（）方法方法，
   1.首先进行异常情况的判断，如是否需要初始化，二是若当前容量>最大值则不扩容，
   2.然后根据新容量（是就容量的2倍、）新建数组，将旧数组上的数据（键值对）转移到新的数组中，这里包括：（遍历旧数组的每个元素，重新计算每个数据在数组中的存放位置。（原位置或者原位置+旧容量），将旧数组上的每个数据逐个转移到新数组中，这里采用的是尾插法。）
   3.新数组table引用到HashMap的table属性上
   4.最后重新设置扩容阙值，此时哈希表table=扩容后（2倍）&转移了旧数据的新table

ConcurrentHashMap的底层原理

ConcurrentHashMap的JDK8已经摒弃了Segment段锁的概念，由于在于JDK8的锁粒度更细，理想情况下talbe数组元素的大小就是其支持并发的最大个数，数据结构采用volatile修饰的table数组＋单向链表＋红黑树的结构，并发控制使用Synchronized和CAS来操作，整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap。
get（）

1. 计算hash值，定位到该table索引位置，如果是首节点符合就返回
2. 如果遇到扩容的时候，会调用标志正在扩容节点ForwardingNode的find方法，查找该节点，匹配就返回
3. 以上都不符合的话，就往下遍历节点，匹配就返回，否则最后就返回null
   put（）： 对当前的table进行无条件自循环直到put成功
4. 如果没有初始化就先调用initTable（）方法来进行初始化过程
5. 如果没有hash冲突就直接CAS插入
6. 如果还在进行扩容操作就先进行扩容（ForwardingNode的hash值判断）
7. 如果存在hash冲突，就加锁来保证线程安全，这里有两种情况，一种是链表形式就直接遍历到尾端插入，一种是红黑树就按照红黑树结构插入，
8. 最后一个如果该链表的数量大于阈值8，就要先转换成黑红树的结构，break再一次进入循环（树化）
9. 如果添加成功就调用addCount（）方法统计size，并且检查是否需要扩容。
   扩容机制：
   扩容时机：
   1） 当链表长度大于8的时候并且数组的长度小于64时优先进行扩容
   2） 当数组元素个数大于阈值时，会触发transfer方法，重新调整节点的位置，进行扩容。
   怎么扩容：
   先来看一下单线程是如何完成的：
   它的大体思想就是遍历、复制的过程。首先根据运算得到需要遍历的次数i，然后利用tabAt方法获得i位置的元素：
   如果这个位置为空，就在原table中的i位置放入forwardNode节点，这个也是触发并发扩容的关键点；
   如果这个位置是Node节点（fh>=0），如果它是一个链表的头节点，就构造一个反序链表，把他们分别放在nextTable的i和i+n的位置上
   如果这个位置是TreeBin节点（fh<0），也做一个反序处理，并且判断是否需要untreefi，把处理的结果分别放在nextTable的i和i+n的位置上
   遍历过所有的节点以后就完成了复制工作，这时让nextTable作为新的table，并且更新sizeCtl为新容量的0.75倍 ，完成扩容。
   多线程是如何完成的：
   如果遍历到的节点是forward节点，就向后继续遍历，再加上给节点上锁的机制，就完成了多线程的控制。多线程遍历节点，处理了一个节点，就把对应点的值set为forward，另一个线程看到forward，就向后遍历。这样交叉就完成了复制工作。
   size()：
   1） JDK 8 推荐使用mappingCount 方法（另外的叫size方法），因为这个方法的返回值是 long 类型，不会因为 size 方法是 int 类型限制最大值
   2）在没有并发的情况下，使用一个名为 baseCount 的volatile 变量就足够了，当并发的时候，CAS 修改 baseCount 失败后，就会使用 会创建一个CounterCell对象，通常对象的 volatile value 属性是 1。在计算 size 的时候，会将 baseCount 和 CounterCell 数组中的元素的 value 累加，得到总的大小，但这个数字仍旧可能是不准确的。
   3） 还有一个需要注意的地方就是，这个 CounterCell 类使用了 @sun.misc.Contended 注解标识，这个注解是防止伪共享的。是 1.8 新增的。使用时，需要加上 -XX:-RestrictContended 参数。
   size（）/mappingCount（）–>sumCount(){使用了baseCount变量和CounterCell数组}，在put的时候调用了 addCount（）方法。