一文让你彻底理解 Java HashMap 和 ConcurrentHashMap(1/7)

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前言

Map 这样的 Key Value 在软件开发中是非常经典的结构，常用于在内存中存放数据。

本篇主要想讨论 ConcurrentHashMap 这样一个并发容器，在正式开始之前我觉得有必要谈谈 HashMap，没有它就不会有后面的 ConcurrentHashMap。

HashMap

众所周知 HashMap 底层是基于 数组 + 链表 组成的，不过在 jdk1.7 和 1.8 中具体实现稍有不同。

Base 1.7

1.7 中的数据结构图：

先来看看 1.7 中的实现。

这是 HashMap 中比较核心的几个成员变量；看看分别是什么意思？

1. 初始化桶大小，因为底层是数组，所以这是数组默认的大小。
2. 桶最大值。
3. 默认的负载因子（0.75）
4. table 真正存放数据的数组。
5. Map 存放数量的大小。
6. 桶大小，可在初始化时显式指定。
7. 负载因子，可在初始化时显式指定。

重点解释下负载因子：

由于给定的 HashMap 的容量大小是固定的，比如默认初始化：

public HashMap() {
    this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                           initialCapacity);
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
        throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                           loadFactor);
    this.loadFactor = loadFactor;
    threshold = initialCapacity;
    init();
}

给定的默认容量为 16，负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据，当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容，而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作，所以非常消耗性能。

因此通常建议能提前预估 HashMap 的大小最好，尽量的减少扩容带来的性能损耗。

根据代码可以看到其实真正存放数据的是

transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;

这个数组，那么它又是如何定义的呢？