并发编程下的集合：数组寻址、LinkedList、HashMap、ConcurrentHashMap

数组如何寻址

a[n]=起始地址+(n*字节数) 译：a[2]=100+(2*4) 2为下标、4为int类型字段占四个字节

LinkedList

LinkedList为双向链表结构，链表结构又分为单向、双向、以及循环。

// 双向链表
private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }
    //单向链表
  private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            }
    }
    //循环链表
    private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;
		Node<E> head;
		Node<E> tail;
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next, Node<E> head, Node<E> tail) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
            this.head=head;
		    this.tail=tail;
        }
    }

HashMap

数据结构:数组+链表+红黑树

注意:单个链表的长度达到8时会转换为红黑树，但是删除元素后长度小于6时则会将红黑树转换为链表

当lies存入后，foes值存入时出现Hash冲突，则用链表存储foes。若lies这个数组节点的链表长度大于8且Hash表大于64时该链表结构转换为红黑树

链表的插入规则以及问题

JDK1.7头插法

先插入A值后插入B值，在插入B值时出现与A值的Hash冲突，那么B值会替代A值原有的位置，然后将B值的next指向A值。

图一为A值插入后的初始状态

图二为插入A值后插入B值，B值取代A值的位置，B值next指向A值

JDK1.8 尾插法，插入A值后插入B值，A值的next指向B。

如果发现hash取模后的数组索引位下无元素则直接新增，若不是空那就说明存在hash冲突，则判断数组索引位链表结构中的第一个元素的key以及hash值是否与新的key一致则直接覆盖，若不一致则判断当前的数组索引下的链表结构是否为红黑树，若为红黑树则走红黑树的新增方法，若不为红黑树则遍历当前链表结构，遍历中发现某个节点元素的next为null是则直接将新元素指针与next进行关联，若在遍历到next为空前判断到，某个节点的key以及key的hash值与新的key与新的keyhash值一致时则走覆盖。

 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
     //扩容HashMap
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
     //hash是key的hash值取模，如果tab[hash]等于null说明该数组索引下没有值则直接插入
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            //数组索引下链表为一时才会触发 》》如果hash值以及key值一致则覆盖
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            //若当前节点为红黑树则通过红黑树的方式将元素添加到树中
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
               //当不是相同key或不是红黑树时遍历当前数组索引的链表结构
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    //遍历到链表中某个节点的next节点为空则直接将链表最后一个节点的next指针指向新的元素
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //若发现添加元素后链表长度大于8则将当前数组索引的链表转换为红黑树结构
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //若发现hash值以及key一致则认为要覆盖
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            //两个覆盖逻辑，若发现一致则覆盖
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

ConcurrentHashMap

 final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
        int hash = spread(key.hashCode());
        int binCount = 0;
        for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
            Node<K,V> f; int n, i, fh;
            //若为空则初始化，ConcurrentHash new时不会初始化容器
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
            //若发现数组索引位下无元素则采用cas乐观锁的方式进行put。
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                if (casTabAt(tab, i, null,
                             new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
                    break;                   // no lock when adding to empty bin
            }
            //若上述条件不满住且当前槽位的hash值为-1则说明当前正在扩容中并加速扩容，等待下一次循环走入下方的else
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else {
                V oldVal = null;
                //若当前数组索引下的元素不为空则说明出现hash冲突，可以用链表存储则将当前元素加锁
                synchronized (f) {
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        if (fh >= 0) {
                            binCount = 1;
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                                //判断新key与遍历的元素key是否一致，若一致则直接覆盖
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
                                //若发现链表中没有一致的key，那就就将新元素插入到最后一个元素的后面
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        //若发现“链表”为树的结构则通过红黑树的方式进行put
                        else if (f instanceof TreeBin) {
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                            if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                                           value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                    }
                }
                //最终判判断决定是否将链表结构是否要转换成红黑树
                if (binCount != 0) {
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }