java中几种常见集合的底层实现原理（HashMap、hashtable、ConcurrentHashMap）

一、HashMap的底层数据结构叙述：
（1）实现Map集合；
（2）底层数据结构是数组链表结构，数组的初始容量是16，每次扩容的大小是上一次的2倍,源码中是capacity <<= 1，所以每次扩容后的容量是上一次的两倍；
（3）不允许null的key和null的value，如果出现null的key和null会报出异常的现象；
（4）HashMap的存储，先计算key的hash值，然后根据hash值搜索在table数组中的索引位置，如果table数组在该位置处有元素，则通过比较是否存在相同的key(equals方法)，若存在则覆盖原来key的value，否则将该元素保存在链头（最先保存的元素放在链尾）
（5）可以从源码中看出没有任何同步的代码，说明不是线程安全的。
二、hashtable的底层数据结构叙述
（1）实现Map集合
（2）底层数据结构是数组链表结构，数组的初始容量是10，每一次扩容的大小是上一次的2倍+1，
源码中是 (oldCapacity << 1) + 1;
（3）允许null的key和value
（4）Hashtable在底层将key-value当成一个整体进行处理，这个整体就是一个Entry对象。Hashtable底层采用一个Entry[]数组来保存所有的key-value对，当需要存储一个Entry对象时，会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry时，也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。
（5）线程同步，有synchronized对其中的方法进行修饰
三、ConcurrentHashMap的底层讲解
（1）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
（2）它使用了多个锁来控制对hash表的不同段进行的修改，每个段其实就是一个小的hashtable，
它们有自己的锁。只要多个并发发生在不同的段上，它们就可以并发进行。
（3）ConcurrentHashMap在底层将key-value当成一个整体进行处理，这个整体就是一个Entry对象。Hashtable底层采用一个Entry[]数组来保存所有的key-value对，当需要存储一个Entry对象时，会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry时，也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。
（4）与HashMap不同的是，ConcurrentHashMap使用多个子Hash表，也就是段(Segment)
（5）ConcurrentHashMap完全允许多个读操作并发进行，读操作并不需要加锁。
如果使用传统的技术，如HashMap中的实现，如果允许可以在hash链的中间添加或删除元素，读操作不加锁将得到不一致的数据。ConcurrentHashMap实现技术是保证HashEntry几乎是不可变的。