1.ConcurrentHashMap底层实现
1.1 JDK1.7
底层数据结构：Segments数组+HashEntry数组+链表，采用分段锁保证安全性
一个ConcurrentHashMap中有一个Segments数组，一个Segments中存储一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素。
segment继承自ReentrantLock锁。
首先将数据分为一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一段数据时，其他段的数据也能被其他线程访问，实现了真正的并发访问。
1.1.1、ConcurrentHashMap有参构造函数初始化
：
1、必要参数校验。
2、校验并发级别 concurrencyLevel 大小，如果大于最大值，重置为最大值。无参构造默认值是 16.
3、寻找并发级别 concurrencyLevel 之上最近的 2 的幂次方值，作为初始化容量大小，默认是 16。
4、记录 segmentShift 偏移量，这个值为【容量 = 2 的N次方】中的 N，在后面 Put 时计算位置时会用到。默认是 32 – sshift = 28.
5、记录 segmentMask，默认是 ssize – 1 = 16 -1 = 15.
6、初始化 segments[0]，默认大小为 2，负载因子 0.75，扩容阀值是 2*0.75=1.5，插入第二个值时才会进行扩容。
1.1.2、put方法流程：
1）计算要 put 的 key 的位置，获取指定位置的 Segment。
2）如果指定位置的 Segment 为空，则初始化这个 Segment。
初始化 Segment 流程：
检查计算得到的位置的 Segment 是否为null.
为 null 继续初始化，使用 Segment[0] 的容量和负载因子创建一个 HashEntry 数组。
再次检查计算得到的指定位置的 Segment 是否为null.
使用创建的 HashEntry 数组初始化这个 Segment.
自旋判断计算得到的指定位置的 Segment 是否为null，使用 CAS 在这个位置赋值为 Segment.
3）Segment.put 插入 key,value 值
由于 Segment 继承了 ReentrantLock，所以 Segment 内部可以很方便的获取锁，put 流程就用到了这个功能。
1、tryLock() 获取锁，获取不到使用 scanAndLockForPut 方法继续获取。
【scanAndLockForPut 方法】：
这个方法做的操作就是不断的自旋 tryLock() 获取锁。当自旋次数大于指定次数时，使用 lock() 阻塞获取锁。在自旋时顺表获取下 hash 位置的 HashEntry。
2、计算 put 的数据要放入的 index 位置，然后获取这个位置上的 HashEntry 。
3、遍历 put 新元素，为什么要遍历？因为这里获取的 HashEntry 可能是一个空元素，也可能是链表已存在，所以要区别对待。
如果这个位置上的 HashEntry 不存在：
1）如果当前容量大于扩容阀值，小于最大容量，进行扩容。
2）直接头插法插入。
如果这个位置上的 HashEntry 存在：
1）判断链表当前元素 Key 和 hash 值是否和要 put 的 key 和 hash 值一致。一致则替换值
2）不一致，获取链表下一个节点，直到发现相同进行值替换，或者链表表里完毕没有相同的。
如果当前容量大于扩容阀值，小于最大容量，进行扩容。
直接链表头插法插入。
4、如果要插入的位置之前已经存在，替换后返回旧值，否则返回 null.
1.1.3 get方法流程：
HashEntry中的value属性和next指针是用volatile修饰的，保证了可见性，所以每次获取的都是最新值，get过程不需要加锁。
1.将key传入get方法中，先根据key的hashcode的值找到对应的segment段。
2.再根据segment中的get方法再次hash，找到HashEntry数组中的位置。
3.最后在链表中根据hash值和equals方法进行查找。
ConcurrentHashMap的get操作跟HashMap类似，只是ConcurrentHashMap第一次需要经过一次hash定位到Segment的位置，然后再hash定位到指定的HashEntry，遍历该HashEntry下的链表进行对比，成功就返回，不成功就返回null。
1.1.4 扩容 rehash
ConcurrentHashMap 的扩容只会扩容到原来的两倍。老数组里的数据移动到新的数组时，位置要么不变，要么变为 index+ oldSize，参数里的 node 会在扩容之后使用链表头插法插入到指定位置。
1.2 JDK1.8
底层数据结构
：Node数组+链表+红黑树 采用
Synchronized和CAS
来保证线程安全。
初始化
：当数组为空时，通过对变量 sizeCtl的值进行判断，如果小于0，说明另外的线程执行CAS 成功，正在进行初始化，当前线程会主动让出CPU；如果大于0，会通过自旋和 CAS 操作去实现数组的初始化。
put方法
：
1、如果key或value为空，则抛出空指针异常；
2、根据 key 计算出 hashcode 。
3、判断Node数组有没有初始化，如果没有初始化先通过自旋+CAS的方式初始化initTable()方法;
4、找到Node数组中的位置，如果不存在hash冲突，即该位置是null，利用 CAS 尝试写入，失败则自旋保证成功。
5、如果当前位置的 hashcode == MOVED == -1,则需要进行扩容操作。
6、如果上述步骤3、4、5都不满足，就先对链表的头节点或者红黑树的头节点加synchronized锁，写入数据。
6.1）如果是链表，就遍历链表，如果key相同就执行覆盖操作，如果不同就将元素插入到链表的尾部，
如果数量大于 TREEIFY_THRESHOLD 则要执行树化方法，在treeifyBin中会首先判断当前数组长度≥64时才会将链表转换为红黑树。
6.2）如果是红黑树，就按照红黑树的结构进行插入。
get方法
：
get操作全程无锁。get操作可以无锁是由于Node元素的val和指针next是用volatile修饰的。
在多线程环境下线程A修改节点的val或者新增节点的时候是对线程B可见的。
1.根据 hash 值计算位置。
2.查找到指定位置，如果头节点就是要找的，直接返回它的 value.
3.如果头节点 hash 值小于 0 ，说明正在扩容或者是红黑树，使用红黑树的查找方式进行查找。
4、如果是链表节点，通过遍历链表进行查找。
2、ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别
ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。
1、
底层数据结构
：
①
ConcurrentHashMap
: JDK1.7 的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现，JDK1.8 采用的数据结构跟 HashMap1.8 的结构一样，Node数组+链表/红黑二叉树。
②
Hashtable
: Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 数组+链表 的形式，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的；
2、实现线程安全的方式（重要）：
①
ConcurrentHashMap
: 在 JDK1.7 的时候，ConcurrentHashMap（分段锁） 对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了 Segment 的概念，而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。（JDK1.6 以后 对 synchronized 锁做了很多优化） 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap，虽然在 JDK1.8 中还能看到 Segment 的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本；
②
Hashtable
(同一把锁) :使用 synchronized 来保证线程安全，效率非常低下。当一个线程访问同步方法时，其他线程也访问同步方法，可能会进入阻塞或轮询状态，如使用 put 添加元素，另一个线程不能使用 put 添加元素，也不能使用 get，竞争会越来越激烈效率越低。
3、ConcurrentHashMap或Hashtable不支持key或value为null的原因
因为
ConcurrentHashmap和Hashtable都是支持并发
的，这样会有一个问题，
当你通过get(k)获取对应的value时，如果获取到的是null时，你无法判断，它是put（k,v）的时候value为null，还是这个key从来没有做过映射
。HashMap是非并发的，可以通过contains(key)来做这个判断。而
支持并发的Map在调用m.contains（key）和m.get(key)时，m可能已经不同了
。
4、JDK1.8中为什么使用synchronized替换可重入锁ReentrantLock？
Segment继承了ReentrantLock，所以Segment是一种可重入锁。
1.Segment可重入锁锁住的是一个HashEntry数组，synchronized锁住的只是发生hash冲突的链表的头节点或红黑树的节点，
提高了并发性能
。
2.从JDK1.6开始，
对 synchronized 锁的实现引入了大量的优化
，并且 synchronized 有多种锁状态，会从偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁一步步转换。
只要并发的线程可以在一定次数的自旋内拿到锁（偏向锁不用自旋），那么synchronized就不会升级为重量级锁，等待的线程也不会被挂起，
减少了线程挂起和唤醒的切换的过程开销
。
而ReentrantLock不会自旋，会直接挂起，这样一来就很容易会多出线程上下文开销的代价。
3.
减少内存开销
。假设使用可重入锁来获得同步支持，那么每个节点都需要通过继承 AQS 来获得同步支持。
但并不是每个节点都需要获得同步支持的，只有链表的头节点（红黑树的根节点）需要同步，这无疑带来了巨大内存浪费。
5、多线程下安全的操作Map还有其他方法吗？
6、ConcurrentHashMap和Hashtable的效率哪个更高？
7、ConcurrentHashMap的get方法是否要加锁？
