关于HashMap

hashMap是一个用key-value键值对的集合，每一个键值对都是一个Entry，这些键值对分散存储在一个数组中，这个数组就是HashMap的主干，HashMap数组每一个元素都是null。HashMap默认的初始长度是16，每次自动或者手动扩展时，必须是2的幂。

在HashMap中，使用的最多的是：put和get。
Put的原理：
当我们调用了PUT的时候，HashMap会通过设置的key值进行哈希函数计算，通过计算出的结果值来确定插入的位置：
Index = hash(“key”)
但是HashMap的长度也是有限的，当插入的Entry的越来越多的时候，再完美的hash也会出现重复的index，这时候HashMap就采用链表的形式来解决这个问题，HashMap数据的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表头，每一个Entry对象都会通过next指向它下一个Entry的节点，当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需要插入到对应的链表即可，新来的Entry节点插入链表时，使用的是头插法。
Get的原理
当我们调用GET的时候，同样是进行了hash函数对key的计算，如果计算的位置匹配到多个Entry，这时就需要顺着对应的链表头节点一个个的往下找，之所以在Put时使用的时头插法，是因为设计者认为后插入的Entry被查找的可能性更大。

为什么初始长度要是16，扩展必须是2的幂？
这是为了实现一个尽量均匀分布的hash函数，通过key的hashCode值做了一些运算，因为长度16或2的幂，length-1 的值所有的二进制全为1，这种情况下，index的结果等同于hashCode后几位的值。只要输入的HashCode本身分布均匀，Hash算法的结果就是匀的。
公式：index = hashCode(key) & length-1
为了实现高效的hash算法，HashMap的发明者采用了位运算的方式。

HashMap是非线程安全的，当经过多次元素插入，是的HashMap达到一定的饱和度时，key映射位置发送冲突的几率逐渐提高，这时候HashMap需要扩展它的长度，也就是resize。衡量是否要进行resize的条件：
HashMap.size >= capacity(当前长度) * loadFactor(负载因子，默认为0.75f)
HashMap的resize包含扩容和rehash两个步骤，rehash在并发的情况下可能会形成链表环，当出现链表环时，调用get的恰好在链表环的位置，程序将会进入死循环。

ConcurrentHashMap：
ConcurrentHashMap采用了一种叫Segment的概念，Segment本身就相当于一个HashMap对象。和HashMap一样，Segment包含一个HashEntry数组，数组中的每一个HashEntry既是一个键值对，也是一个链表的头节点。可以说ConcurrentHashMap是一个二级哈希表。在一个总的哈希表下面，有若干个子哈希表。使用这种设计的优势就是采用了”锁分段技术“，每一个segment都是读写操作高度自治的，segment之间互不影响，不同segment可以并发写入，同一segment可以并发读写，但是同一segment并发写入会被阻塞，因为segment写入是需要上锁的。

Get方法：
1.为输入的Key做Hash运算，得到hash值。
2.通过hash值，定位到对应的Segment对象
3.再次通过hash值，定位到Segment当中数组的具体位置。

Put方法：
1.为输入的Key做Hash运算，得到hash值。
2.通过hash值，定位到对应的Segment对象
3.获取可重入锁
4.再次通过hash值，定位到Segment当中数组的具体位置。
5.插入或覆盖HashEntry对象。
6.释放锁。

ConcurrentHashMap的Size方法是一个嵌套循环，大体逻辑如下：
1.遍历所有的Segment。
2.把Segment的元素数量累加起来。
3.把Segment的修改次数累加起来。
4.判断所有Segment的总修改次数是否大于上一次的总修改次数。如果大于，说明统计过程中有修改，重新统计，尝试次数+1；如果不是。说明没有修改，统计结束。
5.如果尝试次数超过阈值，则对每一个Segment加锁，再重新统计。
6.再次判断所有Segment的总修改次数是否大于上一次的总修改次数。由于已经加锁，次数一定和上次相等。
7.释放锁，统计结束。

程序员小灰公众号读后总结：https://mp.weixin.qq.com/s/1yWSfdz0j-PprGkDgOomhQ