HashMap
Put 原理
- 将k,v封装到 Node 对象当中；
- 调用 K 的 hashCode() 方法得出 hash 值；
- 通过哈希算法，将 hash 值转换成数组的下标，下标位置上如果没有任何元素，就把 Node 添加到这个位置上。如果位置上有链表就会拿着 k 和链表上每个节点的 k 进行 equal。如果所有的 equals 方法返回都是 false，那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个 equals 返回了true，那么这个节点的 value 将会被覆盖。
Get 原理
- 先调用 k 的 hashCode() 方法得出哈希值，并通过哈希算法转换成数组的下标;
- 通过数组下标快速定位到某个位置上。如果这个位置上什么都没有，则返回 null。如果这个位置上有单向链表，那么它就会拿着参数 K 和单向链表上的每一个节点的 K 进行 equals，如果所有 equals 方法都返回 false，则 get 方法返回 null。如果其中一个节点的 K 和参数 K 进行 equals 返回 true，那么 get 方法最终返回这个要找的 value。
扩容机制
当向容器添加元素的时候，会判断当前容器的元素个数，如果大于等于阈值---即当前数组的长度乘以加载因子的值的时候，就要自动扩容。 HashMap 的容量，默认是 16，加载因子，默认是 0.75，假设加载因子为 0.75，HashMap 的初始容量为 16，当 HashMap 中有 16 * 0.75 = 12 个容量时，HashMap 就会进行扩容。如果加载因子越大，扩容发生的频率就会比较低，占用空间比较小，但是发生 hash 冲突的几率会提升，对元素操作时间会增加，运行效率降低；如果加载因子太小，那么表中的数据将过于稀疏（很多空间还没用，就开始扩容了），对空间造成严重浪费；
安全问题
- 数据不一致：一个线程在插入键值对时，另一个线程可能正在删除或修改相同的键值对，从而导致数据不一致；
- 死锁：一个线程在等待另一个线程释放锁时，可能会被阻塞，从而导致死锁；
- 竞态条件：一个线程在读取 HashMap 时，另一个线程可能正在修改 HashMap，从而导致竞态条件；
- 在 JDK1.7 中，当并发执行扩容操作时会造成环形链和数据丢失的情况；
- 在 JDK1.8 中，在并发执行 put 操作时会发生数据覆盖的情况。
ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap 优势就是采用了分段锁，数据被分成多个段（segment），每一个 Segment 就好比一个自治区，读写操作高度自治，Segment 之间相互不受影响，Segment本身就相当于一个HashMap对象。
Put 原理
- 为输入的 Key 做 Hash 运算，得到hash值
- 通 过hash 值，定位到对应的 Segment 对象
- 获取可重入锁
- 再次通过 hash 值，定位到 Segment 当中数组的具体位置
- 插入或覆盖 HashEntry 对象
- 释放锁
Get 原理
- 为输入的 Key 做 Hash 运算，得到 hash 值
- 通过 hash 值，定位到对应的 Segment 对象
- 再次通过 hash 值，定位到 Segment 当中数组的具体位置
并发读写的情形
- 不同 Segment 的并发写入，是可以并发执行的；
- 同一 Segment 的一写一读，可以并发执行的；
- 同一 Segment 的并发写入，需要上锁的，因此对同一Segment的并发写入会被阻塞。
如何保证 Size 数据准确
- 遍历所有的 Segment，把 Segment 的元素数量累加起来。
- 把 Segment 的修改次数累加起来。
- 判断所有 Segment 的总修改次数是否大于上一次的总修改次数。如果大于，说明统计过程中有修改，重新统计，尝试次数+1；如果不是。说明没有修改，统计结束。
- 如果尝试次数超过阈值，则对每一个 Segment 加锁，再重新统计。
- 再次判断所有 Segment 的总修改次数是否大于上一次的总修改次数。由于已经加锁，次数一定和上次相等。
- 释放锁，统计结束。
这种思想和乐观锁悲观锁的思想如出一辙，为了尽量不锁住所有 Segment，首先乐观地假设 Size 过程中不会有修改。当尝试一定次数，才无奈转为悲观锁，锁住所有 Segment 保证强一致性
List 和 CopyOnWriteArrayList
在多线程情况下，List 的安全问题和 HashMap 安全问题的1~3一样，可以使用 CopyOnWriteArrayList 解决安全问题，CopyOnWriteArrayList 通过使用写时复制技术来保证线程安全。 当一个线程试图修改 CopyOnWriteArrayList 时，它会创建一个新的副本，然后在副本上进行修改。当修改完成后，它会将副本替换原始列表。这样，其他线程在读取列表时，仍然可以访问原始列表，而不会受到修改线程的影响。因此，CopyOnWriteArrayList 可以在多线程环境下安全地进行读写操作。 需要注意的是，由于写时复制技术的使用，CopyOnWriteArrayList 在写入操作时会产生一定的性能开销。因此，在不需要线程安全的情况下，建议使用 ArrayList 而不是 CopyOnWriteArrayList。
