Java容器類研究9：其它Map

HashTable和HashMap的區別

HashTable和HashMap的區別是，HashTable在操做table的方法上加入synchronized關鍵字，使得線程安全。實現方式和HashMap相似，可是HashTable沒有處理在某個槽下的值太多，鏈表過長的狀況。

TreeMap和HashMap的區別

有序，二叉搜索樹，使用紅黑樹。使用key進行比較，或者傳入的比較器。方法containsKey、get、put和remove的時間複雜度是log(n)。

LinkedHashMap與HashMap的區別

LinkedHashMap保存了元素的插入順序，在遍歷時會遵循插入的順序。而HashMap遍歷時，順序是按照table的順序，依次遍歷每個槽中的鏈表，因此順序和插入順序徹底不一樣。

LinkedHashMap在Node上加上了before和after屬性用以構建保持原順序的雙向鏈表。

LinkeHashMap能夠設置參數，使其從插入順序變爲訪問順序。

LinkedHashMap基於HashMap，它本身的任務主要是維護保持順序的雙向鏈表。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap和HashMap的區別

java.util.concurrent;

ConcurrentHashMap提供了一個高效的、線程安全的訪問和更新HashMap的方式。較之HashTable，它沒有提供在整個table上的鎖，同步方式粒度更細。

如何實現併發訪問的安全

看網上資料，舊版本的ConcurrentHashMap採用了分段的策略進行同步。Hash步驟以下：

1. ConcurrentHashMap維護了一個segment數組，segment是一個鎖。
2. 將key先hash到segment位置，每一個segment存儲了一個真正的table。
3. 再次hash，找到在table中的位置。
4. 在table中的過程和HashMap相似。

全部併發訪問ConcurrentHashMap的線程會在每一個segment上同步，因此線程能夠並行的訪問不一樣的segment，減少了同步的粒度。

可是，在1.8中，使用的是sun.misc.Unsafe工具。它的做用有：

1. 對變量和數組內容的原子訪問，自定義內存屏障
2. 對序列化的支持
3. 自定義內存管理/高效的內存佈局
4. 與原生代碼和其餘JVM進行互操做
5. 對高級鎖的支持

ConcurrentHashMap對table的操做所有由sun.misc.Unsafe來完成：

static final <K,V> Node<K,V> tabAt(Node<K,V>[] tab, int i) {
        return (Node<K,V>)U.getObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE);
    }

    static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
                                        Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
        //c表示舊值
        //v表示新值
        //更新前會驗證舊值是否變化，若是變化說明期間被其它線程修改，則修改失敗
        //外部使用該方法通常會使用一個循環，以屢次重試
        return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
    }

    static final <K,V> void setTabAt(Node<K,V>[] tab, int i, Node<K,V> v) {
        U.putObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, v);
    }

能夠簡單的理解爲上述方法是原子性的，對目標數據所在的內存位置進行了加鎖，整個操做過程當中，對該部份內存的讀、寫不會受其它線程的影響。可見，該方法的併發實現粒度更細。

還有一點須要注意，在併發操做時，可能會出現有的線程開始擴張或縮小table，可是有的線程卻試圖操做table的狀況。由於搬遷table上元素的過程比較耗時，因此，其它線程發現該table正在重建，會先將操做table的事情日後放一放，而是轉頭去幫助搬遷table，等table搬遷完畢再繼續本身的活。