一、Map概述
java爲數據結構中的映射定義了一個接口java.util.Map;它有三個實現類,分別是HashMap、Hashtable 和TreeMap.
Map是用來存儲鍵值對的數據結構，在數組中通過數組下標來對其內容進行索引的，而在Map中，則是通過對象來進行索引，用來索引的對象叫做key，其對應的對象叫value。
二、類圖
注：以下說的無序的意思是指不會記錄插入的順序，也不會根據特定規則進行排序
三、HashMap和Hashtable的區別
Hashmap 是一個最常用的Map,它根據鍵的HashCode值存儲數據,根據鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度。由於HashMap與Hashtable都採用了hash法進行索引，因此二者具有許多相似之處，它們主要有如下的一些區別：
1.HashMap是Hashtable的輕量級實現（非線程安全的實現），他們都完成了Map接口，主要區別在於HashMap允許空（null）鍵值（key）（但需要注意，最多隻允許一條記錄的鍵爲null，不允許多條記錄的值爲null），而Hashtable不允許。
2. HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containsKey。因爲contains方法容易讓人引起誤解。 Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap是Java1.2引進的Map interface的一個實現。
3.Hashtable的方法是同步的，這個類中的一些方法加入了synchronized關鍵字，保證了Hashtable中的對象是線程安全的。而HashMap不支持線程的同步，所以它不是線程安全的。在多個線程訪問Hashtable時，不需要開發人員對它進行同步，而對於HashMap，開發人員必須提供額外的同步機制。所以，就效率來言，HashMap可能高於Hashtable。
4.Hashtable使用Enumeration,HashMap使用Iterator。
5.Hashtable和HashMap採用的hash/rehash算法都大概一樣，所以一般來說性能不會有很大的差別。
注意：
它們都可以用於多線程的環境，但是當Hashtable的大小增加到一定的時候，性能會急劇下降，因爲迭代時需要被鎖定很長的時間。因爲HashMap引入了分割(segmentation)，不論它變得多麼大，僅僅需要鎖定map的某個部分，而其它的線程不需要等到迭代完成才能訪問map。簡而言之，在迭代的過程中，HashMap僅僅鎖定map的某個部分，而Hashtable則會鎖定整個map。
6.在Hashtable中，hash數組默認大小是11，增加的方式是old*2+1。在HashMap中，hash數組的默認大小是16，而且一定是2的指數。
7.hash值的使用不同，Hashtable直接使用對象的HashCode。
注意事項：
1.不能保證其中的鍵值對順序
2.儘量不要使用可變對象作爲它們的key值。（https://mp.csdn.net/postedit/84638297，這篇博客下方有標題：爲什麼要同時重寫equals和hashcode方法，其中有對此的解釋）
如何實現HashMap的同步
HashMap可以通過Map m=Collections.synchronizedMap(new HashMap())來達到同步的效果。具體而言，該方法返回一個同步的Map，該Map封裝了底層的HashMap的所有方法，使得底層的HashMap即使是在多線程的環境中也是安全的。
HashMap存儲結構
hashmap底層是以數組方式進行存儲。將key-value對作爲數組中的一個元素進行存儲。
key-value都是Map.Entry中的屬性。其中將key的值進行hash之後進行存儲，即每一個key都是計算hash值，然後再存儲。每一個Hash值對應一個數組下標，數組下標是根據hash值和數組長度計算得來。
由於不能的key有可能hash值相同，即該位置的數組中的元素出現兩個，對於這種情況，hashmap採用鏈表形式進行存儲。
四、WeakHashMap與HashMap區別
WeakHashMap和HashMap類似，二者的不同之處在於WeakHashMap中key採用的是“弱引用”的方式，只要WeakHashMap中的key不再被外部引用，它就可以被垃圾回收器回收。而HashMap中key採用的是“強引用的方式”，當HashMap中的key沒有被外部引用時，只有這個key從HashMap中刪除後，纔可以被垃圾回收器回收。
關於WeakHashMap中key值回收的詳細描述：
WeakHashMap是通過散列表table保存Entry(鍵值對)；每個Entry實際上就是一個鏈表來實現的。當某“弱鍵”不再被其它對象引用，就會被GC回收時，這個“弱鍵”也同時被添加到ReferenceQueue隊列中。當下一步我們需要操作WeakHashMap時，會先同步table、queue，table中保存了全部的鍵值對，而queue中保存的是GC回收的鍵值對；同步他們，就是刪除table中被GC回收的鍵值對。
五、TreeMap
TreeMap實現了SortMap()接口，基於紅黑樹對所有key進行排序
排序方式：自然排序和定製排序
TreeMap的key以TreeSet的方式存儲，對key的要求與TreeSet對元素的要求大體一致。
六、LinkedHashMap和HashMap區別
LinkedHashMap 是HashMap的一個子類
1.使用雙向鏈表來維護鍵值對順序。
2.迭代順序和鍵值對的插入順序保持一致，LinkedHashMap需要維護鍵值對的插入順序，所以性能略低於HashMap。
3.在遍歷的時候會比HashMap慢，不過有種情況例外，當HashMap容量很大，實際數據較少時，遍歷起來可能會比 LinkedHashMap慢，因爲LinkedHashMap的遍歷速度只和實際數據有關，和容量無關，而HashMap的遍歷速度和他的容量有關。
LinkedHashMap存儲結構
內部存儲的元素的模型
entry是下面這樣的，相比HashMap，多了兩個屬性，一個before，一個after。next和after有時候會指向同一個entry，有時候next指向null，而after指向entry。
LinkedHashMap存儲結構
linkedHashMap和HashMap在存儲操作上是一樣的，但是LinkedHashMap多的東西是會記住在此之前插入的元素，這些元素不一定是在一個桶中，畫個圖。
也就是說，對於linkedHashMap的基本操作還是和HashMap一樣，在其上面加了兩個屬性，也就是爲了記錄前一個插入的元素和記錄後一個插入的元素。也就是隻要和hashmap一樣進行操作之後把這兩個屬性的值設置好，就OK了。注意一點，會有一個header的實體，目的是爲了記錄第一個插入的元素是誰，在遍歷的時候能夠找到第一個元素。
七、IdentityHashMap和HashMap的區別
IdentityHashMap與HashMap類似，IdentityHashMap也允許使用null，但不能保證鍵值對順序。
區別：
IdentityHashMap使用==來判斷key是否相等，HashMap使用equals來判斷key是否相等。
八、ConcurrentHashMap
底層採用分段的數組+鏈表實現，線程安全
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
引入了一個“分段鎖”的概念，具體可以理解爲把一個大的Map拆分成N個小的HashTable，根據key.hashCode()來決定把key放到哪個HashTable中。在ConcurrentHashMap中，就是把Map分成了N個Segment，put和get的時候，都是現根據key.hashCode()算出放到哪個Segment中.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。)
有些方法需要跨段怎麼辦呢?
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
如何擴容?
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
總結：
使用最多的是HashMap。
HashMap裏面存入的鍵值對在取出時沒有固定的順序，是隨機的。一般而言，在Map中插入、刪除和定位元素，HashMap是最好的選擇。
在使用多線程時，考慮線程安全，優先使用HashTable。
由於TreeMap實現了SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據鍵排序，因此，取出來的是排序的鍵值對，如果需要按自然順序或自定義順序遍歷鍵，那麼TreeMap會更好。如果需要輸出的順序和輸入的相同，那麼用LinkedHashMap可以實現，它還可以按讀取順序排列。
參考博客：
https://www.cnblogs.com/whgk/p/6169622.html
https://blog.csdn.net/junchenbb0430/article/details/78643100