Java的集合包括两个接口：Collection和Map
下面只列出我接触过的Map
SortedMap
TreeMap
和SortedSet一样，SortedMap接口也实现了一个TreeMap。TreeMap和TreeSet有很多共同之处。
比如：
- 数据结构：红黑树
- 支持自然排序和定制排序
小结：要对一个 key 集合进行有序的遍历，则应该使用TreeMap。
HashMap
HashMap
- 数据结构：entry数组(每一个entry元素又是一个链表的头结点，相当于数组+链表的结构)
- 实现原理：
- put:HashMap首先通过对key. hashCode() 计算出 hash 值，根据 hash 值将 value 保存在 entry元素里，当计算出的 hash 值相同时，称为 hash 冲突，HashMap 的做法是用链表和红黑树存储相同 hash 值的 value（jdk1.7用的是头插法。1.8改成尾插法，因为多个线程同时插入新元素时头插法可能会出现环形链表）。当 hash 冲突的个数比较少时，使用链表否则使用红黑树。
- get：get(key)来获取
- 扩容机制：初始化一个HashMap的entry数组长度是16，负载因子是0.75，当put的长度>HashMap数组长度x负载因子时扩容，创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍，然后重新计算哈希值存入新的数组。 Hash公式为index = HashCode（Key） & （Length - 1）
HashTable vs HashMap
| 线程安全性 | 性能 | |
|---|---|---|
| HashTable | 加了sychronized ，线程安全 | 低 |
| HashMap | 线程不安全 | 高 |
小结：如果多个线程同时访问应该使用线程安全的HashTable，如果追求性能应该使用HashMap
如果想要HashMap也实现线程安全怎么办？
- 法1:Collections.synchronizedMap(hashMap)来进行处理
- 法2:使用线程安全的ConcurrentHashMap，性能和效率强于法1
ConcurrentHashMap
ConcurrenHashMap是在java.util.concurrent里的，jdk1.7和jdk1.8对ConcurrenHashMap的实现有很大的区别，但都是数组+链表的结构：
jdk1.7:
- 底层数据结构：Segment数组+HashEntry实现的，每一个HashEntry元素都是一个链表的头结点，和HashMap的entry元素很像，区别HashEntry元素是使用volatile去修饰了数据Value还有下一个节点next。
- 实现原理：
- 实现并发度高的原因：分段锁。对每个Segment元素都可以加synchronized ，而且可以同时对整个Segment数组的每一个元素都加锁。
- put： 先Hash一次定位到对应Segment元素中，获得锁，再Hash一次定位到对应的HashEntry遍历链表，如果不为空则判断传入的 key 和当前遍历的 key 是否相等，相等则覆盖旧的 value。否则创建一个新的结点存储。
- get：两次Hash定位到相应的HashEntry，通过遍历链表获取值。HashEntry 中的 value 属性是用 volatile 关键词修饰的，保证了内存可见性，所以每次获取时都是最新值。
jdk1.8
- 底层数据结构：Node数组+链表/红黑树
- 实现原理：synchronized+CAS实现优化
- put：Hash一次定位到相应的Node元素，通过CAS自旋保证获得锁，获得锁之后，存储值，最后释放锁。
- get：Hash一次定位到相应大的Node元素，如果直接在桶里直接返回值，否则遍历链表或红黑树。
- 扩容机制：在Hash的时候，也就是定位Node元素的时候，如果计算出的hashcode值为-1则需要对Node扩容
- 优化点：
- 1.抛弃Segment数组：少了一次Hash，把“二级HashMap”降为一级
- 2.对Node数组元素精准加锁，由于jdk优化了synchronized实现了锁升级，能保证线程一定能拿到锁，避免了线程获取锁失败而挂起
- 3.链表结点超过8（默认）则转化成红黑树，避免hash冲突多了=>链表结点多=>查询性能下降。用了红黑树可以保证遍历的时间复杂度为O(logN)
