源地址：https://www.cnblogs.com/heyonggang/p/9112731.html
HashTable
- 底層數組+鏈表實現，無論key還是value都不能爲null，線程安全，實現線程安全的方式是在修改數據時鎖住整個HashTable，效率低，ConcurrentHashMap做了相關優化
- 初始size爲11，擴容：newsize = olesize*2+1
- 計算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length
HashMap
- 底層數組+鏈表實現，可以存儲null鍵和null值，線程不安全
- 初始size爲16，擴容：newsize = oldsize*2，size一定爲2的n次冪
- 擴容針對整個Map，每次擴容時，原來數組中的元素依次重新計算存放位置，並重新插入
- 插入元素後才判斷該不該擴容，有可能無效擴容（插入後如果擴容，如果沒有再次插入，就會產生無效擴容）
- 當Map中元素總數超過Entry數組的75%，觸發擴容操作，爲了減少鏈表長度，元素分配更均勻
- 計算index方法：index = hash & (tab.length – 1)
HashMap的初始值還要考慮加載因子:
- 哈希衝突：若干Key的哈希值按數組大小取模後，如果落在同一個數組下標上，將組成一條Entry鏈，對Key的查找需要遍歷Entry鏈上的每個元素執行equals()比較。
- 加載因子：爲了降低哈希衝突的概率，默認當HashMap中的鍵值對達到數組大小的75%時，即會觸發擴容。因此，如果預估容量是100，即需要設定100/0.75＝134的數組大小。
- 空間換時間：如果希望加快Key查找的時間，還可以進一步降低加載因子，加大初始大小，以降低哈希衝突的概率。
HashMap和Hashtable都是用hash算法來決定其元素的存儲，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下屬性：
- 容量（capacity）：hash表中桶的數量
- 初始化容量（initial capacity）：創建hash表時桶的數量，HashMap允許在構造器中指定初始化容量
- 尺寸（size）：當前hash表中記錄的數量
- 負載因子（load factor）：負載因子等於“size/capacity”。負載因子爲0，表示空的hash表，0.5表示半滿的散列表，依此類推。輕負載的散列表具有衝突少、適宜插入與查詢的特點（但是使用Iterator迭代元素時比較慢）
除此之外，hash表裏還有一個“負載極限”，“負載極限”是一個0～1的數值，“負載極限”決定了hash表的最大填滿程度。當hash表中的負載因子達到指定的“負載極限”時，hash表會自動成倍地增加容量（桶的數量），並將原有的對象重新分配，放入新的桶內，這稱爲rehashing。
HashMap和Hashtable的構造器允許指定一個負載極限，HashMap和Hashtable默認的“負載極限”爲0.75，這表明當該hash表的3/4已經被填滿時，hash表會發生rehashing。
“負載極限”的默認值（0.75）是時間和空間成本上的一種折中：
- 較高的“負載極限”可以降低hash表所佔用的內存空間，但會增加查詢數據的時間開銷，而查詢是最頻繁的操作（HashMap的get()與put()方法都要用到查詢）
- 較低的“負載極限”會提高查詢數據的性能，但會增加hash表所佔用的內存開銷
程序猿可以根據實際情況來調整“負載極限”值。
ConcurrentHashMap
- 底層採用分段的數組+鏈表實現，線程安全
- 通過把整個Map分爲N個Segment，可以提供相同的線程安全，但是效率提升N倍，默認提升16倍。(讀操作不加鎖，由於HashEntry的value變量是 volatile的，也能保證讀取到最新的值。)
- Hashtable的synchronized是針對整張Hash表的，即每次鎖住整張表讓線程獨佔，ConcurrentHashMap允許多個修改操作併發進行，其關鍵在於使用了鎖分離技術
- 有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它們可能需要鎖定整個表而而不僅僅是某個段，這需要按順序鎖定所有段，操作完畢後，又按順序釋放所有段的鎖
- 擴容：段內擴容（段內元素超過該段對應Entry數組長度的75%觸發擴容，不會對整個Map進行擴容），插入前檢測需不需要擴容，有效避免無效擴容
Hashtable和HashMap都實現了Map接口，但是Hashtable的實現是基於Dictionary抽象類的。Java5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的擴展性更好。
HashMap基於哈希思想，實現對數據的讀寫。當我們將鍵值對傳遞給put()方法時，它調用鍵對象的hashCode()方法來計算hashcode，然後找到bucket位置來存儲值對象。當獲取對象時，通過鍵對象的equals()方法找到正確的鍵值對，然後返回值對象。HashMap使用鏈表來解決碰撞問題，當發生碰撞時，對象將會儲存在鏈表的下一個節點中。HashMap在每個鏈表節點中儲存鍵值對對象。當兩個不同的鍵對象的hashcode相同時，它們會儲存在同一個bucket位置的鏈表中，可通過鍵對象的equals()方法來找到鍵值對。如果鏈表大小超過閾值（TREEIFY_THRESHOLD,8），鏈表就會被改造爲樹形結構。
在HashMap中，null可以作爲鍵，這樣的鍵只有一個，但可以有一個或多個鍵所對應的值爲null。當get()方法返回null值時，即可以表示HashMap中沒有該key，也可以表示該key所對應的value爲null。因此，在HashMap中不能由get()方法來判斷HashMap中是否存在某個key，應該用containsKey()方法來判斷。而在Hashtable中，無論是key還是value都不能爲null。
Hashtable是線程安全的，它的方法是同步的，可以直接用在多線程環境中。而HashMap則不是線程安全的，在多線程環境中，需要手動實現同步機制。
Hashtable與HashMap另一個區別是HashMap的迭代器（Iterator）是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以當有其它線程改變了HashMap的結構（增加或者移除元素），將會拋出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素則不會拋出ConcurrentModificationException異常。但這並不是一個一定發生的行爲，要看JVM。
先看一下簡單的類圖：
從類圖中可以看出來在存儲結構中ConcurrentHashMap比HashMap多出了一個類Segment，而Segment是一個可重入鎖。
ConcurrentHashMap是使用了鎖分段技術來保證線程安全的。
鎖分段技術：首先將數據分成一段一段的存儲，然後給每一段數據配一把鎖，當一個線程佔用鎖訪問其中一個段數據的時候，其他段的數據也能被其他線程訪問。
ConcurrentHashMap提供了與Hashtable和SynchronizedMap不同的鎖機制。Hashtable中採用的鎖機制是一次鎖住整個hash表，從而在同一時刻只能由一個線程對其進行操作；而ConcurrentHashMap中則是一次鎖住一個桶。
ConcurrentHashMap默認將hash表分爲16個桶，諸如get、put、remove等常用操作只鎖住當前需要用到的桶。這樣，原來只能一個線程進入，現在卻能同時有16個寫線程執行，併發性能的提升是顯而易見的。