HashTable
HashTable是線程安全的，那麼HashTable做了什麼操作才實現了HashMap沒做到的線程安全呢？？？
寫個簡單的demo：
進入synchronizedMap內部看一下：
聲明瞭一個mutex修飾對象的成員，使用互斥鎖包圍起來保證了內容互斥，串行化訪問以此來保證線程安全。
HashTable也是一樣的和HashMap實現邏輯沒有什麼區別，是用同樣的去加鎖而已：
但是串行化訪問效率就會降低，那麼既要保證線程安全又要保證效率要怎麼辦呢？這個時候ConcurrentHashMap就出現了。
ConcurrentHashMap
如果不用ConcurrentHashMap，那麼要如何去優化HashTable呢？？？
通過鎖粒度細化，整鎖拆解成多個鎖進行優化
在JDK5中的ConcurrentHashMap確實這麼實現的，通過分段鎖的Segment實現的結構是數組加上鍊表。而Segment可以對應頭結點去存放默認的16把鎖，區別是比起HashMap給每個頭結點配一把鎖，從串行化的HashTable簡單對比效率提升了16倍。
如果7號鎖下的線程去訪問數組的話，其他節點佔有的線程也可以去訪問這些資源不會被阻塞，只有訪問相同的Segment纔會被阻塞。
但是每個bucket都用不同的鎖去管理，性能上來說還是存在一定的缺陷，JDK8中ConcurrentHashMap使用CAS+synchronized使鎖變得更加細粒度化，同時又進行了優化。
下圖是ConcurrentHashMap的圖解：
JDK8中ConcurrentHashMap隨着最新的HashMap，使用了數組+鏈表+紅黑樹這種結構在效率上進行一定的提升。
下面來看一下ConcurrentHashMap的源碼：
從成員變量來看，和HashMap存在相似之處：
最重要的是sizeCtl的成員變量，是JUC下面ConcurrentHashMap十分關鍵的一個成員變量。
是一個大小控制的標識符，哈希表初始化或者擴容的和時候的一個控制位標示量，負數代表正在進行初始化或者擴容操作，-1代表正在進行初始化，其他的負數代表有n-1個線程正在等待擴容，整合和爲0代表還沒有被初始化。
被volatile修飾，是多線程可見的：
ConcurrentHashMap是使用CAS+synchronized做到高效保證線程安全的，來看看put方法：
簡單描述一下：
- 使用for循環，存在CAS操作要保證不斷的去請求操作，之後判斷是否爲空，是空的話就去初始化；
- 如果不是空，進行哈希尋址找到頭結點的存儲位置；
- 如果這個位置不存在，使用CAS操作創建出來，添加失敗break進入下一個循環；
- 如果發現這個key已經存在，說明ConcurrentHashMap正在進行remove，remove說明正在進行擴容就協助進行擴容，執行helpTransfer操作。
![在這裏插入圖片描述]()
最後一種情況是哈希碰撞：
這個時候會鎖住鏈表或者紅黑二叉樹的頭結點，就是數組元素，操作如下：
此外ConcurrentHashMap還可以構建本地緩存來降低程序的計算量和負責度。。。
總結一下ConcurrentHashMap的put方法的實現邏輯：
- 判斷Node[]數組是否進行了初始化，沒有進行初始化操作；
- 通過hash定位數組的索引座標是否有Node節點，如果沒有使用CAS進行添加，添加失敗進行下一次循環；
- 檢查到內部正在擴容，就幫助一起擴容；
- 如果鏈表頭結點是空，用synchronized鎖住頭結點；
(1)、如果是Node進行鏈表的添加操作；
(2)、如果是TreeNode進行樹添加操作；
(3)、如果是ReservationNode則拋出異常，ReservationNode和ConcurrentHashMap本地緩存相關； - 判斷鏈表長度達到8將鏈表轉換成紅黑樹結構。
總結一下ConcurrentHashMap在JDK8和JDK5版本的差異：
總體還是使用的鎖分離的思想就是比Segment更加細緻，首先使用無鎖操作CAS插入頭結點，失敗就循環重試，如果頭結點已經存在就嘗試獲取頭結點的同步鎖再進行操作。
總結一下HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap三者的區別：
- HashMap線程不安全，數據結構是數組+鏈表+紅黑樹；
- HashTable線程安全，數據結構是數組+鏈表；
- ConcurrentHashMap線程安全，使用CAS+同步鎖，數據結構是數組+鏈表+紅黑樹；
- HashMap的key和value可以爲null，其他兩個不可以。