HashMap的存储结构简析和HashTable的区别

1.Map是什么？

首先Map是java中的一个接口。它是java中的一种重要的数据结构。

有如下特征：

• 一个映射不能包含重复的键
• 每个键最多只能映射到一个值。
• 某些映射实现可明确保证其顺序，如TreeMap类
• 另一类映射实现则不保证顺序如HashMap

2.Hash是什么？

哈希查找是一种数据结构中用于 查找 的算法，相比于其他查找算法，他的时间复杂度更
低，所以在实际应用中大量采取了哈希表的方式。hashCode是Object的公共方法。

哈希函数的基本思想： 将记录的存储地址和关键字之间建立一个确定的对应关系。这样，当想查找某条记录时，我们根据记录的关键字就可以得到它的存储地址，进而快速判断这条记录是否存在，存储在哪里。

3.HashMap是什么？

HashMap是一个实现了Map接口的基于哈希表的类 。
查找时，给出一个关键字key，我们可以根据hash算法计算出key-value的存储位置然后取出value
存储时，我们根据哈希算法计算出该键值对应该存储的位置，将其存进去。

后面的转载自   http://blog.csdn.net/hu948162999/article/details/42118555 

1、HashMap的数据结构(HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，是无序的)

  数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储，但这两者基本上是两个极端。

  数组 ：数组的存储区是连续的，占用内存严重，故空间复杂度很大。但数组的二分查找时间度小；数组的特点：寻址容易，插入和

删除困难。

  链表 ：链表的储存区离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度大；链表的特点：寻址困难，插入和删除容易。

哈希表

  HashMap是由数组+链表组成；寻址容易，插入和删除容易。（存储单元数组Entry[]，数组里面包含链表）

  HashMap其实也是由一个线性的数组实现的。所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性容器；

  HashMap里面有一个内部静态类Entry，其重要的属性有key，value，next，从属性key，value 就可以很明显的看出来 Entry就是

  HashMap键值对实现的一个基础bean；也就是说HashMap的基础就是一个线性数组，这个数组就是Entry[]，Map里面的内容都保存

在Entry[]中；

/**
 * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
 */

transient Entry[] table;

2、HashMap的存取实现

2.1：存储

这里HashMap用了一个算法。

//存储时候：

int hash=key.hashCode(); //获取key的hashCode，这个值是一个固定的int值

int index=hash%Entry[].length；//获取数组下标：key的hash值对Entry数组长度进行取余

Entry[index]=value；

注意：如果两个key通过hash%Entry[].length得到的index相同，会不会覆盖？

是不会的。Entry类有一个next属性，作用是指向下一个Entry。打个比方， 第一个键值对A进来，通过计算其key的hash得到的

index=0，记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？HashMap会这样做:B.next =

 A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他

们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。

也就是说Entry[]数组中存储的是最后插入的数据

 public V put(K key, V value) {
        if (key == null)
            return putForNullKey(value); //null总是放在数组的第一个链表中
        int hash = hash(key.hashCode());
        int i = indexFor(hash, table.length);
        //遍历链表
        for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            //如果key在链表中已存在，则替换为新value
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }


void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry(hash, key, value, e); //参数e, 是Entry.next
    //如果size超过threshold，则扩充table大小。再散列
    if (size++ >= threshold)
            resize(2 * table.length);
}

2.2：取值

    获取key的hashcode指，通过hash值去hash%Entry[].length  获取Entry[hash%Entry[].length]，定位到该数组元素之后，再遍历该元

素处的链表。

//取值时候：

int hash=key.hashCode();

int index =hash%Entry[].length;

return Entry[index];

public V get(Object key) {
    if (key == null)
        return getForNullKey();
    int hash = hash(key.hashCode());
    //先定位到数组元素，再遍历该元素处的链表
    for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
         e != null;
         e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
            return e.value;
    }
    return null;

      当哈希表的容量超过默认容量时，必须要调整table的大小。当容量达到最大值时，该方法Integer.MAX_VALUE返回，这时，就需要创建

一张表，将原来的表映射到新表中。

3、HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap的线程安全问题

HashMap：线程不安全的。
HashTable：锁住整张hash表，让线程独占。hashMap允许为空。通过分析Hashtable就知道，synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表

让线程独占，安全的背后是巨大的浪费。

ConcurrentHashMap:一个更快的hashmap，它提供了好得多的并发性。多个读操作几乎总可以并发地执行。他是锁段（默认：把hash表分为16个

段），在get，put，remove等操作中，ConcurrentHashMap只锁定当前需要用到的段，只有在求size的时候才锁定整张hash表。