HashMap

HashMap是由数组+链表（红黑树）组成，主要关注一下几个参数：

// 默认的Map容量，是16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
// 最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 这个是负载因子，负载因子是经过时间和空间平衡后得出的一个数，当map中的key的个数，达到 capacity * factor 时，就以为需要扩容，这个因子虽然可以修改，但是非特别和特殊场景，不要改动这个数，改动之后，极大可能会影响性能。
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 链表进化成红黑树时，链表的长度必须要大于等于8个
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 红黑树退化成链表时，树节点的个数必须要小于等于6个才可以退化
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 这个值是面试常问的点：链表的节点个数仅仅超过8个，是不会立马进化成为红黑树的，还要满足当前map中节点的总数要大于等于64，才能将超过8个的链表进化成红黑树，小于64时，扩容更简单，效率更高
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;


final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        // HashMap就是数组加链表的结构，只不过数组里面放的是一个Node节点
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        //步骤1： 数组为空或者长度为0，则直接扩容
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        //步骤2： 计算Hash值，p表示出现的这key在table中的位置，如果这个位置为空，则直接创建一个新的节点
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            // 下面都是找节点在数组或者链表中的位置
            Node<K,V> e; K k;
            //步骤3：tab[i]的位置的hash值跟我们计算的hash值一样，这边采用了两种方式判断key是否一致，== 和equal 两种，如果key一样，则直接替换里面的值就行了，直接到步骤6
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
            //步骤4： 如果已经是一棵红黑树，则需要往树里面添加新的节点
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
            //步骤5： 不是红黑树，还是链表，则需要进行判断
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    // e 是 p的下一个节点，如果为空，表示找到链表最后了，新建一个新的节点，同时判断是不是达到红黑树的调整阈值，如果达到了，则需要调整成为一棵红黑树，也就是treeifBin方法实现
                    if ((e = p.next) == null) {
                    // 这个地方跟1.7版本不一样，这个地方是尾不插入，老版本这个地方是头部插入，
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            // 这个地方要点击去看一下，这个地方有一个最小树型化阈值，需要判断，默认是64，4* TREEIFY_THRESHOLD，在当前tab的容量小于这个值时，只进行扩容，不进行树型化，只有超过这个数之后，链表才会向着树进行转化。
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    // 如果在链表中找到了这个节点
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //步骤6： 如果e 不是null，说明找到节点了，则直接替换数据即可，替换数据并不会引起modCount的改变，也就是说modCount只会在有结构变化的时候，才会更改
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        // 步骤7：如果key的数量超过了设定的阈值，如要进行扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

扩容问题：

在java 1.7版本中，采用的头插节点的方式进行扩容，头插链表的方式，在多线程环境下，扩容容易出现循环，且头插节点会改变节点的顺序。

在java 1.8版本中，移除了头插的方式，改为尾插，尾插节点，不会改变节点的顺序，不会出现死循环问题，但是HashMap本身不是多线程安全，在插入时，步骤2这一步，如果在多线程环境下，AB两个线程同时对同一个Key进行数据覆盖，会导致一个线程的数据丢失。

面试点：

1、HashMap线程不安全的原因

答：扩容时容易造成数据丢失和死循环，即便是在1.8版本中，修改了尾插的方式，在多线程环境下，也容易造成数据丢失，举例就是在两个线程同时断定key存在某一位置的时候，都会进行覆盖数据，造成了数据的丢失。

2、HashMap中容量为2的幂次的原因

答：两点：1、hashCode的计算更加方便，更加均匀分布 2、扩容时，以2倍的方式进行扩容，只需将部分数据，移动到新的位置上就可以了，不需要全部移动，减少了移动的次数。

3、Java1.7和1.8的改动

头插改为尾插，引入红黑树

4、链表转化红黑树的条件

链表长度大于等于8个，其次是总的节点的数量要达到64个，才允许转换。

5、HashMap和HashTable的区别

首先：HashMap是线程不安全的，Hashtable是线程安全的其次：HashMap里面是允许存在一个key为Null的，Hashtable里面是不允许的，而且Hashtable也不允许value值为null，HashMap并没有这个限制，第三：Hashtable使用了安全失败的机制(fail-soft)，而HashMap使用了快速失败机制(fail-fast)，HashMap会维护一个modCount和expectedmodCount，两个值，在迭代器迭代过程中，一旦HashMap有修改，则会抛出异常。第四：初始的容量不同，HashMap是16，Hashtable是11

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是一个线程安全的并发容器，底层的存储机制，跟HashMap基本一致，也是采用了数组+链表或者红黑树的结构进行存储，线程安全的本质，CAS+synchronized

Put的时候，会使用CAS的方式将数据放到table中，如果数据不存在，则会使用synchronized的方式，将数据插入到链表中

面试宝典——HashMap和ConcurrentHashMap

HashMap

ConcurrentHashMap