1.HashMap底层原理
1.1.HashMap概述
HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。
1.2.HashMap的数据结构
HashMap实际上是一个“数组+链表+红黑树”的数据结构
1.3.HashMap的存取实现：
1.8之前的
当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hashCode重新计算hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。
1.8
put():
1. 根据key计算得到key.hash = (h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)；
2. 根据key.hash计算得到桶数组的索引index = key.hash & (table.length - 1)，这样就找到该key的存放位置了：
① 如果该位置没有数据，用该数据新生成一个节点保存新数据，返回null；
② 如果该位置有数据是一个红黑树，那么执行相应的插入 / 更新操作
③ 如果该位置有数据是一个链表，分两种情况一是该链表没有这个节点，另一个是该链表上有这个节点，注意这里判断的依据是key.hash是否一样： 如果该链表没有这个节点，那么采用尾插法新增节点保存新数据，返回null； 如果该链表已经有这个节点了，那么找到該节点并更新新数据，返回老数据。 注意： HashMap的put会返回key的上一次保存的数据。
get():
计算需获取数据的hash值（计算过程跟put一样），计算存放在数组table中的位置（计算过程跟put一样），然后依次在数组，红黑树，链表中查找（通过equals（）判断），最后再判断获取的数据是否为空，若为空返回null否则返回该数据
1.4.树化与还原
- 哈希表的最小树形化容量
- 当哈希表中的容量大于这个值时（64），表中的桶才能进行树形化
- 否则桶内元素太多时会扩容，而不是树形化
- 为了避免进行扩容、树形化选择的冲突，这个值不能小于 4 * TREEIFY_THRESHOLD
- 一个桶的树化阈值
- 当桶中元素个数超过这个值时(8)，需要使用红黑树节点替换链表节点
- 这个值必须为 8，要不然频繁转换效率也不高
- 一个树的链表还原阈值
- 当扩容时，桶中元素个数小于这个值（6），就会把树形的桶元素 还原（切分）为链表结构
- 这个值应该比上面那个小，至少为 6，避免频繁转换
条件1. 如果当前桶数组为null或者桶数组的长度 < MIN_TREEIFY_CAPACITY（64），则进行扩容处理.
条件2. 当不满足条件1的时候则将桶中链表内的元素转换成红黑树！！！
1.5.扩容机制的实现
1. 扩容(resize)就是重新计算容量。当向HashMap对象里不停的添加元素，而HashMap对象内部的桶数组无法装载更多的元素时，HashMap对象就需要扩大桶数组的长度，以便能装入更多的元素。
2. capacity 就是数组的长度/大小，loadFactor 是这个数组填满程度的最大比比例。
3. size表示当前HashMap中已经储存的Node<key,value>的数量，包括桶数组和链表 / 红黑树中的的Node<key,value>。
4. threshold表示扩容的临界值，如果size大于这个值，则必需调用resize()方法进行扩容。
5. 在jdk1.7及以前，threshold = capacity * loadFactor，其中 capacity 为桶数组的长度。 这里需要说明一点，默认负载因子0.75是是对空间和时间(纵向横向)效率的一个平衡选择，建议大家不要修改。 jdk1.8对threshold值进行了改进，通过一系列位移操作算法最后得到一个power of two size的值
1.6.什么时候扩容
当向容器添加元素的时候，会判断当前容器的元素个数，如果大于等于阈值—即当前数组的长度乘以加载因子的值的时候，就要自动扩容啦。
扩容必须满足两个条件：
1、 存放新值的时候 当前已有元素的个数 (size) 必须大于等于阈值
2、 存放新值的时候当前存放数据发生hash碰撞（当前key计算的hash值换算出来的数组下标位置已经存在值）
//如果计算的哈希位置有值（及hash冲突），且key值一样，则覆盖原值value，并返回原值value
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
resize()方法： 该函数有2种使用情况
1.初始化哈希表
2.当前数组容量过小，需扩容
1.6.扩容过程
插入键值对时发现容量不足，调用resize（）方法方法，
1.首先进行异常情况的判断，如是否需要初始化，二是若当前容量》最大值则不扩容，
2.然后根据新容量（是就容量的2倍）新建数组，将旧数组上的数据（键值对）转移到新的数组中，这里包括：（遍历旧数组的每个元素，重新计算每个数据在数组中的存放位置（原位置或者原位置+旧容量），将旧数组上的每个数据逐个转移到新数组中，这里采用的是尾插法。）
3.新数组table引用到HashMap的table属性上
4.最后重新设置扩容阙值，此时哈希表table=扩容后（2倍）&转移了旧数据的新table
2.HashSet底层原理
2.1.HashSet概述
HashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null元素。
2.2.HashSet的实现
对于HashSet而言，它是基于HashMap实现的，HashSet底层使用HashMap来保存所有元素，因此HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成， （实际底层会初始化一个空的HashMap，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。）
对于HashSet中保存的对象，请注意正确重写其equals和hashCode方法，以保证放入的对象的唯一性。
2.3.插入
当有新值加入时，底层的HashMap会判断Key值是否存在，如果不存在，则插入新值，同时这个插入的细节会依照HashMap插入细节；如果存在就不插入
3.ConcurrentHashMap的工作原理
变化：
ConcurrentHashMap的JDK8与JDK7版本的并发实现相比，最大的区别在于JDK8的锁粒度更细，理想情况下talbe数组元素的大小就是其支持并发的最大个数
实现：
改进一：取消segments字段，直接采用transient volatile HashEntry<K,V>[] table保存数据，采用table数组元素作为锁，从而实现了对每一行数据进行加锁，进一步减少并发冲突的概率。
数据结构：
改进二：将原先table数组＋单向链表的数据结构，变更为table数组＋单向链表＋红黑树的结构。对于hash表来说，最核心的能力在于将key hash之后能均匀的分布在数组中。
概念：
JDK1.8的实现已经摒弃了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，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。
