Hashtable和HashMap、ConcurrentHashMap 之间的区别

Hashtable和HashMap的区别

        HashMap和Hashtable都是哈希表数据结构，但是Hashtable是线程安全的，HashMap是线程不安全的

        Hashtable实现线程安全就是简单的把关键方法都加上了synchronized关键字

        直接在方法上添加synchronized相当于针对this对象（Hashtable对象）加锁，一个Hashtable只有一把锁，所以当我们对Hashtable执行任何操作的时候都会触发锁冲突，效率是非常低的

        Hashtable是存在很多问题

        1.

        由于直接对方法进行加锁，所以当有很多线程需要访问Hashtable时就会导致严重的锁冲突

         2.

       当我们向Hashtable中添加数据时，对应的size属性应该增加，此时就涉及到多个线程修改同一个变量，存在线程安全问题，而size属性也是通过synchronized来解决线程安全问题的，所以效率会很低

         3.

       哈希表有一个特性，当存放到哈希表中的数据越来越多，冲突率达到一定的数值，就会触发扩容，一旦触发扩容，就会由当前的线程去完成整个扩容过程，这个过程涉及到大量的元素拷贝，效率会很低

        可能会出现一种情况：其他的线程都执行得很流畅，突然有一个线程就卡住了，并且卡了很长的时间，此时这个线程就可能触发了哈希表的扩容，这个扩容过程持续的时间很长

ConcurrentHashMap和Hashtable的区别

        ConcurrentHashMap是线程安全的，并且在多线程编程中ConcurrentHashMap 是比Hashtable实用很多的

        ConcurrentHashMap相比于Hashtable做了很多的优化

        1.

        读操作没有加锁，只对写操作加锁，加锁用的也是synchronized，但是不是直接在方法上进行加锁，而是针对哈希表上的每个链表加锁，并且加锁用的也不是this对象，而是直接用每个链表的头结点作为锁对象进行加锁，相当于哈希表上每个链表都有各自的锁对象

        为什么要这样设计呢？

        因为多个线程对哈希表进行访问时，如果访问的是哈希表上不同的链表，实际上是不会出现线程安全问题的，只有多个线程访问哈希表上的同一个链表才会出现线程安全问题，所以我们不需要对整个哈希表加锁，我们只需要对每个链表进行加锁即可

        加这么多锁不会消耗很多资源吗？

        可能会有细心的小伙伴有这样的问题，但实际上我们用synchronized进行加锁时，一开始加上的是一个偏向锁，偏向锁就相当于是一个标记，此时并没有真正的实例化一个锁出来，也就没有消耗什么资源，只有当多个线程争夺同一把锁（出现锁竞争）时才会去真正的实例化具体的锁，而实际上多个线程去修改同一个链表上的数据，这种情况是很少发生的，所以我们加上的锁大多数都只是一个偏向锁，不消耗什么资源

        2.

        充分利用 CAS 特性. 比如 size 属性通过 CAS 来更新. 避免出现重量级锁的情况.（关于CAS推荐看CAS的ABA问题）

        3.

        优化了扩容方式，化整为零

        当莫一个线程触发了哈希表的扩容操作，此时不需要这个线程完成所有的扩容过程，当前这个线程只需要创建一个更大的哈希表，然后搬运一小部分数据即可

        在扩容的期间，新旧数组是同时存在的，之后每个访问ConcurrentHashMap的线程都会参与对数据的搬运，每个操作负责搬运一部分元素

        在这个期间，我们修改数据会将数据直接修改到新数组上，添加数据会直接添加到新数组上，查找数据是新旧数组一起查找

        当旧数组上的数据被全部搬运完成后，便会删除旧数组

ConcurrentHashMap的锁分段技术

        简单的说就是把若干个哈希桶分成一个 "段" (Segment), 针对每个段分别加锁. 目的也是为了降低锁竞争的概率. 当两个线程访问的数据恰好在同一个段上的时候, 才触发锁竞争.，但现在锁分段技术技术已经被淘汰了，因为要对哈希表的链表进行分段，管理起来是很麻烦的，不如直接对每个链表进行加锁（锁对象是链表的头结点）