HashMap？ConcurrentHashMap？相信看完这篇没人能难住你！
前言
Map 这样的 Key Value 在软件开发中是非常经典的结构，常用于在内存中存放数据。
本篇主要想讨论 ConcurrentHashMap 这样一个并发容器，在正式开始之前我觉得有必要谈谈 HashMap，没有它就不会有后面的 ConcurrentHashMap。
HashMap
众所周知 HashMap 底层是基于 数组 + 链表 组成的，不过在 jdk1.7 和 1.8 中具体实现稍有不同。
Base 1.7
1.7 中的数据结构图：
先来看看 1.7 中的实现。
这是 HashMap 中比较核心的几个成员变量；看看分别是什么意思？
初始化桶大小，因为底层是数组，所以这是数组默认的大小。
桶最大值。
默认的负载因子（0.75）
table真正存放数据的数组。Map存放数量的大小。桶大小，可在初始化时显式指定。
负载因子，可在初始化时显式指定。
重点解释下负载因子：
由于给定的 HashMap 的容量大小是固定的，比如默认初始化：
1 public HashMap() {
2 this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
3 }
4
5 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
6 if (initialCapacity < 0)
7 throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
8 initialCapacity);
9 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
10 initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
11 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
12 throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
13 loadFactor);
14
15 this.loadFactor = loadFactor;
16 threshold = initialCapacity;
17 init();
18 }
给定的默认容量为 16，负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据，当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容，而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作，所以非常消耗性能。
因此通常建议能提前预估 HashMap 的大小最好，尽量的减少扩容带来的性能损耗。
根据代码可以看到其实真正存放数据的是
transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
这个数组，那么它又是如何定义的呢？
Entry 是 HashMap 中的一个内部类，从他的成员变量很容易看出：
key 就是写入时的键。
value 自然就是值。
开始的时候就提到 HashMap 是由数组和链表组成，所以这个 next 就是用于实现链表结构。
hash 存放的是当前 key 的 hashcode。
知晓了基本结构，那来看看其中重要的写入、获取函数：
put 方法
1 public V put(K key, V value) {
2 if (table == EMPTY_TABLE) {
3 inflateTable(threshold);
4 }
5 if (key == null)
6 return putForNullKey(value);
7 int hash = hash(key);
8 int i = indexFor(hash, table.length);
9 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
10 Object k;
11 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
12 V oldValue = e.value;
13 e.value = value;
14 e.recordAccess(this);
15 return oldValue;
16 }
17 }
18
19 modCount++;
20 addEntry(hash, key, value, i);
21 return null;
22 }
判断当前数组是否需要初始化。
如果 key 为空，则 put 一个空值进去。
根据 key 计算出 hashcode。
根据计算出的 hashcode 定位出所在桶。
如果桶是一个链表则需要遍历判断里面的 hashcode、key 是否和传入 key 相等，如果相等则进行覆盖，并返回原来的值。
如果桶是空的，说明当前位置没有数据存入；新增一个 Entry 对象写入当前位置。
1 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
2 if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
3 resize(2 * table.length);
4 hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
5 bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
6 }
7
8 createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
9 }
10
11 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
12 Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
13 table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
14 size++;
15 }
当调用 addEntry 写入 Entry 时需要判断是否需要扩容。
如果需要就进行两倍扩充，并将当前的 key 重新 hash 并定位。
而在 createEntry 中会将当前位置的桶传入到新建的桶中，如果当前桶有值就会在位置形成链表。
get 方法
再来看看 get 函数：
1 public V get(Object key) {
2 if (key == null)
3 return getForNullKey();
4 Entry<K,V> entry = getEntry(key);
5
6 return null == entry ? null : entry.getValue();
7 }
8
9 final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
10 if (size == 0) {
11 return null;
12 }
13
14 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
15 for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
16 e != null;
17 e = e.next) {
18 Object k;
19 if (e.hash == hash &&
20 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
21 return e;
22 }
23 return null;
24 }
首先也是根据 key 计算出 hashcode，然后定位到具体的桶中。
判断该位置是否为链表。
不是链表就根据
key、key 的 hashcode是否相等来返回值。为链表则需要遍历直到 key 及 hashcode 相等时候就返回值。
啥都没取到就直接返回 null 。
Base 1.8
不知道 1.7 的实现大家看出需要优化的点没有？
其实一个很明显的地方就是：
当 Hash 冲突严重时，在桶上形成的链表会变的越来越长，这样在查询时的效率就会越来越低；时间复杂度为
O(N)。
因此 1.8 中重点优化了这个查询效率。
1.8 HashMap 结构图：
先来看看几个核心的成员变量：
1 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
2
3 原创不易，完成人机校验，阅读全文