1奴紧、HashMap 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特姐？

A：哈希表結(jié)構(gòu)（鏈表散列：數(shù)組+鏈表）實(shí)現(xiàn)，結(jié)合數(shù)組和鏈表的優(yōu)點(diǎn)黍氮。當(dāng)鏈表長度超過 8 時唐含，鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹。

transient Node<K,V>\[\] table;` </pre>

2沫浆、HashMap 的工作原理捷枯？

HashMap 底層是 hash 數(shù)組和單向鏈表實(shí)現(xiàn)，數(shù)組中的每個元素都是鏈表专执，由 Node 內(nèi)部類（實(shí)現(xiàn) Map.Entry接口）實(shí)現(xiàn)淮捆，HashMap 通過 put & get 方法存儲和獲取。

存儲對象時本股，將 K/V 鍵值傳給 put() 方法：

①攀痊、調(diào)用 hash(K) 方法計算 K 的 hash 值，然后結(jié)合數(shù)組長度拄显，計算得數(shù)組下標(biāo)苟径；

②、調(diào)整數(shù)組大泄蟆（當(dāng)容器中的元素個數(shù)大于 capacity * loadfactor 時棘街，容器會進(jìn)行擴(kuò)容resize 為 2n）；

③承边、i.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中不存在遭殉，則執(zhí)行插入，若存在炒刁，則發(fā)生碰撞恩沽；

ii.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它們兩者 equals 返回 true翔始，則更新鍵值對罗心；

iii. 如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它們兩者 equals 返回 false城瞎，則插入鏈表的尾部（尾插法）或者紅黑樹中（樹的添加方式）渤闷。

（JDK 1.7 之前使用頭插法、JDK 1.8 使用尾插法）（注意：當(dāng)碰撞導(dǎo)致鏈表大于 TREEIFY_THRESHOLD = 8 時脖镀，就把鏈表轉(zhuǎn)換成紅黑樹）

獲取對象時飒箭，將 K 傳給 get() 方法：①、調(diào)用 hash(K) 方法（計算 K 的 hash 值）從而獲取該鍵值所在鏈表的數(shù)組下標(biāo)蜒灰；②弦蹂、順序遍歷鏈表，equals()方法查找相同 Node 鏈表中 K 值對應(yīng)的 V 值强窖。

hashCode 是定位的凸椿，存儲位置；equals是定性的翅溺，比較兩者是否相等脑漫。

3、當(dāng)兩個對象的 hashCode 相同會發(fā)生什么咙崎？

因?yàn)?hashCode 相同优幸，不一定就是相等的（equals方法比較），所以兩個對象所在數(shù)組的下標(biāo)相同褪猛，"碰撞"就此發(fā)生网杆。又因?yàn)?HashMap 使用鏈表存儲對象，這個 Node 會存儲到鏈表中伊滋。

4碳却、你知道 hash 的實(shí)現(xiàn)嗎？為什么要這樣實(shí)現(xiàn)新啼？

JDK 1.8 中追城，是通過 hashCode() 的高 16 位異或低 16 位實(shí)現(xiàn)的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)，主要是從速度燥撞，功效和質(zhì)量來考慮的座柱，減少系統(tǒng)的開銷，也不會造成因?yàn)楦呶粵]有參與下標(biāo)的計算物舒，從而引起的碰撞色洞。

5、為什么要用異或運(yùn)算符冠胯？

保證了對象的 hashCode 的 32 位值只要有一位發(fā)生改變火诸，整個 hash() 返回值就會改變。盡可能的減少碰撞荠察。

6置蜀、HashMap 的 table 的容量如何確定奈搜？loadFactor 是什么？該容量如何變化盯荤？這種變化會帶來什么問題馋吗？

①、table 數(shù)組大小是由 capacity 這個參數(shù)確定的秋秤，默認(rèn)是16宏粤，也可以構(gòu)造時傳入，最大限制是1<<30灼卢；

②绍哎、loadFactor 是裝載因子，主要目的是用來確認(rèn)table 數(shù)組是否需要動態(tài)擴(kuò)展鞋真，默認(rèn)值是0.75崇堰，比如table 數(shù)組大小為 16，裝載因子為 0.75 時灿巧，threshold 就是12赶袄，當(dāng) table 的實(shí)際大小超過 12 時，table就需要動態(tài)擴(kuò)容抠藕；

③饿肺、擴(kuò)容時，調(diào)用 resize() 方法盾似，將 table 長度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮ㄗ⒁馐?table 長度敬辣，而不是 threshold）

④、如果數(shù)據(jù)很大的情況下零院，擴(kuò)展時將會帶來性能的損失溉跃，在性能要求很高的地方，這種損失很可能很致命告抄。

7撰茎、HashMap中put方法的過程？

答：“調(diào)用哈希函數(shù)獲取Key對應(yīng)的hash值打洼，再計算其數(shù)組下標(biāo)龄糊；

如果沒有出現(xiàn)哈希沖突，則直接放入數(shù)組募疮；如果出現(xiàn)哈希沖突炫惩，則以鏈表的方式放在鏈表后面；

如果鏈表長度超過閥值( TREEIFY THRESHOLD==8)阿浓，就把鏈表轉(zhuǎn)成紅黑樹他嚷，鏈表長度低于6，就把紅黑樹轉(zhuǎn)回鏈表

如果結(jié)點(diǎn)的key已經(jīng)存在，則替換其value即可筋蓖；

如果集合中的鍵值對大于12卸耘，調(diào)用resize方法進(jìn)行數(shù)組擴(kuò)容∨っ悖”

8鹊奖、數(shù)組擴(kuò)容的過程苛聘？

創(chuàng)建一個新的數(shù)組涂炎，其容量為舊數(shù)組的兩倍，并重新計算舊數(shù)組中結(jié)點(diǎn)的存儲位置设哗。結(jié)點(diǎn)在新數(shù)組中的位置只有兩種唱捣，原下標(biāo)位置或原下標(biāo)+舊數(shù)組的大小。

9网梢、拉鏈法導(dǎo)致的鏈表過深問題為什么不用二叉查找樹代替震缭，而選擇紅黑樹？為什么不一直使用紅黑樹战虏？

之所以選擇紅黑樹是為了解決二叉查找樹的缺陷拣宰，二叉查找樹在特殊情況下會變成一條線性結(jié)構(gòu)（這就跟原來使用鏈表結(jié)構(gòu)一樣了，造成很深的問題）烦感，遍歷查找會非常慢巡社。推薦：面試問紅黑樹，我臉都綠了手趣。

而紅黑樹在插入新數(shù)據(jù)后可能需要通過左旋晌该，右旋、變色這些操作來保持平衡绿渣，引入紅黑樹就是為了查找數(shù)據(jù)快朝群，解決鏈表查詢深度的問題，我們知道紅黑樹屬于平衡二叉樹中符，但是為了保持“平衡”是需要付出代價的姜胖，但是該代價所損耗的資源要比遍歷線性鏈表要少，所以當(dāng)長度大于8的時候淀散，會使用紅黑樹右莱，如果鏈表長度很短的話，根本不需要引入紅黑樹吧凉，引入反而會慢隧出。

10、說說你對紅黑樹的見解阀捅？

• 每個節(jié)點(diǎn)非紅即黑
• 根節(jié)點(diǎn)總是黑色的
• 如果節(jié)點(diǎn)是紅色的胀瞪，則它的子節(jié)點(diǎn)必須是黑色的（反之不一定）
• 每個葉子節(jié)點(diǎn)都是黑色的空節(jié)點(diǎn)（NIL節(jié)點(diǎn)）
• 從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)或空子節(jié)點(diǎn)的每條路徑，必須包含相同數(shù)目的黑色節(jié)點(diǎn)（即相同的黑色高度）

11、jdk8中對HashMap做了哪些改變凄诞？

在java 1.8中圆雁，如果鏈表的長度超過了8，那么鏈表將轉(zhuǎn)換為紅黑樹帆谍。（桶的數(shù)量必須大于64伪朽，小于64的時候只會擴(kuò)容）

發(fā)生hash碰撞時，java 1.7 會在鏈表的頭部插入汛蝙，而java 1.8會在鏈表的尾部插入

在java 1.8中烈涮，Entry被Node替代(換了一個馬甲。

12窖剑、HashMap坚洽，LinkedHashMap，TreeMap 有什么區(qū)別西土？

LinkedHashMap 保存了記錄的插入順序讶舰，在用 Iterator 遍歷時，先取到的記錄肯定是先插入的需了；遍歷比 HashMap 慢跳昼；

TreeMap 實(shí)現(xiàn) SortMap 接口，能夠把它保存的記錄根據(jù)鍵排序（默認(rèn)按鍵值升序排序肋乍，也可以指定排序的比較器）

13鹅颊、HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用場景？

一般情況下住拭，使用最多的是 HashMap挪略。

HashMap：在 Map 中插入、刪除和定位元素時滔岳；

TreeMap：在需要按自然順序或自定義順序遍歷鍵的情況下杠娱；

LinkedHashMap：在需要輸出的順序和輸入的順序相同的情況下。

*14谱煤、HashMap 和 HashTable 有什么區(qū)別摊求？

①、HashMap 是線程不安全的刘离，HashTable 是線程安全的室叉；

②、由于線程安全硫惕，所以 HashTable 的效率比不上 HashMap茧痕；

③、HashMap最多只允許一條記錄的鍵為null恼除，允許多條記錄的值為null踪旷，而 HashTable不允許曼氛；

④、HashMap 默認(rèn)初始化數(shù)組的大小為16令野，HashTable 為 11舀患，前者擴(kuò)容時，擴(kuò)大兩倍气破，后者擴(kuò)大兩倍+1聊浅；

⑤、HashMap 需要重新計算 hash 值现使，而 HashTable 直接使用對象的 hashCode

15低匙、Java 中的另一個線程安全的與 HashMap 極其類似的類是什么？同樣是線程安全朴下，它與 HashTable 在線程同步上有什么不同努咐？

ConcurrentHashMap 類（是 Java并發(fā)包 java.util.concurrent 中提供的一個線程安全且高效的 HashMap 實(shí)現(xiàn)）。

HashTable 是使用 synchronize 關(guān)鍵字加鎖的原理（就是對對象加鎖）殴胧；

而針對 ConcurrentHashMap，在 JDK 1.7 中采用 分段鎖的方式佩迟；JDK 1.8 中直接采用了CAS（無鎖算法）+ synchronized团滥。

16、HashMap & ConcurrentHashMap 的區(qū)別报强？

除了加鎖灸姊，原理上無太大區(qū)別。另外秉溉，HashMap 的鍵值對允許有null力惯，但是ConCurrentHashMap 都不允許。

17召嘶、為什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高父晶？

HashTable 使用一把鎖（鎖住整個鏈表結(jié)構(gòu)）處理并發(fā)問題，多個線程競爭一把鎖弄跌，容易阻塞甲喝；

ConcurrentHashMap

• JDK 1.7 中使用分段鎖（ReentrantLock + Segment + HashEntry），相當(dāng)于把一個 HashMap 分成多個段铛只，每段分配一把鎖埠胖，這樣支持多線程訪問。鎖粒度：基于 Segment淳玩，包含多個 HashEntry直撤。
• JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 紅黑樹。鎖粒度：Node（首結(jié)點(diǎn)）（實(shí)現(xiàn) Map.Entry）蜕着。鎖粒度降低了谋竖。

18、針對 ConcurrentHashMap 鎖機(jī)制具體分析（JDK 1.7 VS JDK 1.8）

JDK 1.7 中，采用分段鎖的機(jī)制圈盔，實(shí)現(xiàn)并發(fā)的更新操作豹芯，底層采用數(shù)組+鏈表的存儲結(jié)構(gòu)，包括兩個核心靜態(tài)內(nèi)部類 Segment 和 HashEntry驱敲。

①铁蹈、Segment 繼承 ReentrantLock（重入鎖） 用來充當(dāng)鎖的角色，每個 Segment 對象守護(hù)每個散列映射表的若干個桶众眨；

②握牧、HashEntry 用來封裝映射表的鍵-值對；

③娩梨、每個桶是由若干個 HashEntry 對象鏈接起來的鏈表

JDK 1.8 中沿腰，采用Node + CAS + Synchronized來保證并發(fā)安全。取消類 Segment狈定，直接用 table 數(shù)組存儲鍵值對颂龙；當(dāng) HashEntry 對象組成的鏈表長度超過 TREEIFY_THRESHOLD 時，鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹纽什，提升性能措嵌。底層變更為數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹。

19芦缰、ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中企巢，為什么要使用內(nèi)置鎖 synchronized 來代替重入鎖 ReentrantLock？

①让蕾、粒度降低了浪规；

②、JVM 開發(fā)團(tuán)隊(duì)沒有放棄 synchronized探孝，而且基于 JVM 的 synchronized 優(yōu)化空間更大笋婿，更加自然。

③再姑、在大量的數(shù)據(jù)操作下萌抵，對于 JVM 的內(nèi)存壓力，基于 API 的 ReentrantLock 會開銷更多的內(nèi)存元镀。

20绍填、ConcurrentHashMap 簡單介紹？

①栖疑、重要的常量：

private transient volatile int sizeCtl;

當(dāng)為負(fù)數(shù)時讨永，-1 表示正在初始化，-N 表示 N - 1 個線程正在進(jìn)行擴(kuò)容遇革；

當(dāng)為 0 時卿闹，表示 table 還沒有初始化揭糕；

當(dāng)為其他正數(shù)時，表示初始化或者下一次進(jìn)行擴(kuò)容的大小锻霎。

②著角、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

Node 是存儲結(jié)構(gòu)的基本單元，繼承 HashMap 中的 Entry旋恼，用于存儲數(shù)據(jù)吏口；

TreeNode 繼承 Node，但是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)換成了二叉樹結(jié)構(gòu)冰更，是紅黑樹的存儲結(jié)構(gòu)产徊，用于紅黑樹中存儲數(shù)據(jù)；

TreeBin 是封裝 TreeNode 的容器蜀细，提供轉(zhuǎn)換紅黑樹的一些條件和鎖的控制舟铜。

③、存儲對象時（put() 方法）：

如果沒有初始化奠衔，就調(diào)用 initTable() 方法來進(jìn)行初始化谆刨；

如果沒有 hash 沖突就直接 CAS 無鎖插入；

如果需要擴(kuò)容涣觉，就先進(jìn)行擴(kuò)容痴荐；

如果存在 hash 沖突，就加鎖來保證線程安全官册，兩種情況：一種是鏈表形式就直接遍歷到尾端插入，一種是紅黑樹就按照紅黑樹結(jié)構(gòu)插入难捌；

如果該鏈表的數(shù)量大于閥值 8膝宁，就要先轉(zhuǎn)換成紅黑樹的結(jié)構(gòu)，break 再一次進(jìn)入循環(huán)

如果添加成功就調(diào)用 addCount() 方法統(tǒng)計 size根吁，并且檢查是否需要擴(kuò)容员淫。

④、擴(kuò)容方法 transfer()：默認(rèn)容量為 16击敌，擴(kuò)容時介返，容量變?yōu)樵瓉淼膬杀丁?/strong>