java底层 hashmap扩容怎么实现 hashtable和currenthashmap的原理

1.java底层 hashmap扩容怎么实现：

当哈希表接近装满时,因为数组的扩容问题,性能较低(转移到更大的哈希表中).

Java默认的散列单元大小全部都是2的幂，初始值为16（2的4次幂）。假如16条链表中的75%链接有数据的时候，则认为加载因子达到默认的0.75。HahSet开始重新散列，也就是将原来的散列结构全部抛弃，重新开辟一个散列单元大小为32（2的5次幂）的散列结果，并重新计算各个数据的存储位置。以此类推下去.....

负载(加载)因子:0.75.-->hash表提供的空间是16 也就是说当到达12的时候就扩容

2.hashtable和currenthashmap的原理：

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下，HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时，其他线程访问HashTable的同步方法时，可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

3.hashtable实现:

底层数组+链表实现，无论key还是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，ConcurrentHashMap做了相关优化

初始size为**11**，扩容：newsize = olesize*2+1

计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

4.Java5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。concurrentHashMap的原理:

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

5.concurrentMap和hashtable比较:

ConcurrentHashMap是使用了锁分段技术来保证线程安全的。

**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。

 

ConcurrentHashMap提供了与Hashtable和SynchronizedMap不同的锁机制。Hashtable中采用的锁机制是一次锁住整个hash表，从而在同一时刻只能由一个线程对其进行操作；而ConcurrentHashMap中则是一次锁住一个桶。

ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。