一、HashMap
1、HashMap基本概念
HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。HashMap存储的是key-value键值对，并允许key和value为null。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体，其继承了这两种数据结构的优点，实现了寻址容易，插入删除也比较容易。
HashMap的结构示意图：
注意：HashMap元素的保存顺序和插入顺序不同，特别是它不能保证插入元素的顺序恒久不变，因为在HashMap扩容后会重新计算每个元素的hashCode，并以此调整元素位置。
2、HashMap存储原理
HashMap内部维护了一个存储数据的Entry数组，另外设计一个哈希函数，根据每一个元素的Key（关键字）的hashCode值（key.hashCode()，Object类中包含hashCode方法，具体的类中可能会重写hashCode()方法）再重新计算一个hash值，hash和数组长度减一按位与就可以得到对应的Entry数组的下标，数组存储的元素是一个Entry类。
例如， 第一个键值对A进来。通过计算其key的hashCode得到的index=0。记做:Entry[0] = A。
第二个键值对B，通过计算其index也等于0， HashMap会将B.next =A,Entry[0] =B,
第三个键值对 C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方事实上存取了A,B,C三个键值对,它们通过next这个属性链接在一起。我们可以将这个地方称为桶。 对于不同的元素，可能计算出了相同的函数值，这样就产生了“冲突”，这就需要解决冲突，“直接定址”与“解决冲突”是哈希表的两大特点。
3、HashMap工作原理
HashMap是基于哈希法的原理，使用put(key, value)将对象存储到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，根据返回的hashCode调用hash()方法（HashMap类的里面有hash()方法）得到hash值，其用于找到bucket（桶）位置来储存Entry对象。HashMap是在bucket中储存Entry对象，并不是仅仅只在bucket中存储值。
下面分析一下put()和get()方法的源码：
先给出需要的hash()和indexFor()方法的源码：
//求hash值的方法，重新计算hash值
static int hash(int h) {//h是key的hashCode值
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
// 返回h在数组中的索引值，这里用&代替取模，旨在提升效率
// h & (length-1)保证返回值的小于length
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
put()方法源码：
// 将“key-value”添加到HashMap中
public V put(K key, V value) {
// 若“key为null”，则将该键值对添加到table[0]中。
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
// 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
// 若“该key”对应的键值对不存在，则将“key-value”添加到table中
modCount++;
//将key-value添加到table[i]处
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
// putForNullKey()的作用是将“key为null”键值对添加到table[0]位置
private V putForNullKey(V value) {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
// 如果没有存在key为null的键值对，则直接题阿见到table[0]处!
modCount++;
addEntry(0, null, value, 0);
return null;
}
put方法的过程：
1)、获取key；2)、根据key的hashCode值，通过hash函数计算得到hash值；对应的代码：int hash = hash(key.hashCode());（再哈希法，为了减少哈希冲突）
3)、通过indexFor()方法，得到桶号（Entry数组的下标）index，方法是将hash值与Entry数组长度减一按位与：hash & (table.length-1)。
4)、 存放key和value在桶内。table[index]=Entry对象；
综述：当我们给put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode值用于找到桶号来储存Entry对象。
get方法源码：
// 获取key对应的value
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
// 获取key的hash值
int hash = hash(key.hashCode());
// 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
//判断key是否相同
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
//没找到则返回null
return null;
}
// 获取“key为null”的元素的值
// HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置，但不一定是该链表的第一个位置！
private V getForNullKey() {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null)
return e.value;
}
return null;
}
get方法的过程：
1)、获取key ；
2)、根据key的hashCode值，通过hash函数计算得到hash值；对应的代码：int hash = hash(key.hashCode());（再哈希法）
3)、通过indexFor()方法，得到桶号（Entry数组的下标）index，方法是将hash值与Entry数组长度减一按位与： hash & (table.length-1)。(2、3两步与put方法相同)
4)、比较桶的内部元素是否与key相等，若都不相等，则没有找到。比较的时候遍历链表，依次与key比较。
5)、取出相等的记录的value。
综述：当我们给get()方法传递键时，我们先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode值用于找到桶号，比较桶内元素的key是否与key相同，若相同，则取出对应的value；若都不相同，则没有找到。
4、HashMap的碰撞与解决方法
当两个不同的对象的hashCode相同时，它们的bucket位置相同，“碰撞”会发生。因为HashMap使用LinkedList存储对象，这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在LinkedList中。
当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashCode找到bucket位置，然后遍历LinkedList直到找到值对象。找到bucket位置之后，会调用key.equals()方法去找到LinkedList中正确的节点。所以碰撞发生的话，会增加比较的次数。
5、HashMap的初始容量及扩容
HashMap内Entry数组的初始长度默认是16，当Entry数组的利用率超过一个阈值(加载因子)时，HashMap会进行扩容。
默认的加载因子大小为0.75，也就是说，当一个HashMap填满了75%的bucket时候，将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组（HashMap大小永远都是2的整数幂），来重新调整HashMap的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中（会重新计算每个Entry对象的桶号）。
重新调整HashMap大小存在什么问题吗？在多线程的情况下，可能产生条件竞争。因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在LinkedList中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在LinkedList的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历。如果条件竞争发生了，那么就死循环了（链表会形成一个环）。
二、Hashtable
1、基本概念
Hashtable是基于哈希表的Map接口的同步实现，同样每个元素是一个key-value对，其内部也是通过单链表解决冲突问题，容量不足（超过了阀值）时，同样会进行扩容。Hashtable使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下，Hashtable的效率非常低下。因为当一个线程访问Hashtable的同步方法时，其他线程访问Hashtable的同步方法时，可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。
2、Hashtable与HashMap的联系与区别
1、二者的存储结构和解决冲突的方法都是相同的。
2、Hashtable在不指定容量的情况下的默认容量为11，而HashMap为16，Hashtable不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂，而HashMap则要求一定为2的整数次幂。
3、Hashtable中key和value都不允许为null，而HashMap中key和value都允许为null（key只能有一个为null，而value则可以有多个为null）。但是如果在Hashtable中有类似put(null,null)的操作，编译同样可以通过，因为key和value都是Object类型，但运行时会抛出NullPointerException异常。
4、Hashtable扩容时，将容量变为原来的2倍加1，而HashMap扩容时，将容量变为原来的2倍。
5、Hashtable计算hash值，直接用key的hashCode()，而HashMap重新计算了key的hash值，Hashtable在求hash值对应的位置索引时，用取模运算；而HashMap在求位置索引时，hash值与Entry数组长度减一做按位与，即index= hash & (length-1)。
三、ConcurrentHashMap
更新中。。。