Java HashMap

Posted 2021-01-14 OneIsAll

HashMap:先说HashMap，HashMap是线程不安全的，在并发环境下，可能会形成环状链表（扩容时可能造成，具体原因自行百度google或查看源码分析），
导致get操作时，cpu空转，所以，在并发环境中使用HashMap是非常危险的.

HashTable:HashTable和HashMap的实现原理几乎一样，差别无非是1.HashTable不允许key和value为null;2.HashTable是线程安全的
但是HashTable线程安全的策略实现代价却太大了,简单粗暴,get/put所有相关操作都是synchronized的,
这相当于给整个哈希表加了一把[大锁],多线程访问时候,只要有一个线程访问或操作该对象,那其他线程只能阻塞,相当于将所有的操作串行化,在竞争激烈的并发场景中性能就会非常差。
HashTable[全表锁机制]--性能较差

ConcurrentHashMap采用了非常精妙的"分段锁"策略,ConcurrentHashMap的主干是个Segment数组.
Segment继承了ReentrantLock，所以它就是一种可重入锁（ReentrantLock)。
在ConcurrentHashMap，一个Segment就是一个子哈希表，Segment里维护了一个HashEntry数组，并发环境下，
对于不同Segment的数据进行操作是不用考虑锁竞争的。(按默认的ConcurrentLeve为16来讲，理论上就允许16个线程并发执行)


put的过程很清晰，对当前的table进行无条件自循环直到put成功，可以分成以下六步流程来概述
1.如果没有初始化就先调用initTable()方法来进行初始化过程
2.如果没有hash冲突就直接CAS插入
3.如果还在进行扩容操作就先进行扩容
4.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，
5.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
6.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

ConcurrentHashMap的get操作的流程很简单，也很清晰，可以分为三个步骤来描述
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