彻底服了：HashMap 夺命二十一问，顶不住了
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2020-08-28 00:12
如果在看这篇文章时，对HashMap的结构还不是很了解,可能下面提及到知识点对你会有些帮助。
1：HashMap 的数据结构？
A：哈希表结构（链表散列：数组+链表）实现，结合数组和链表的优点。当链表长度超过 8 时，链表转换为红黑树。transient Node
2：HashMap 的工作原理？
HashMap 底层是 hash 数组和单向链表实现，数组中的每个元素都是链表，由 Node 内部类（实现 Map.Entry
存储对象时，将 K/V 键值传给 put() 方法：
1、调用 hash(K) 方法计算 K 的 hash 值，然后结合数组长度，计算得数组下标；
2、调整数组大小（当容器中的元素个数大于 capacity * loadfactor 时，容器会进行扩容resize 为 2n）；
3、i.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中不存在，则执行插入，若存在，则发生碰撞；
ii.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它们两者 equals 返回 true，则更新键值对；iii. 如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它们两者 equals 返回 false，则插入链表的尾部（尾插法）或者红黑树中（树的添加方式）。
（JDK 1.7 之前使用头插法、JDK 1.8 使用尾插法） （注意：当碰撞导致链表大于 TREEIFY_THRESHOLD = 8 时，就把链表转换成红黑树）
hashCode 是定位的，存储位置；equals是定性的，比较两者是否相等。
3.当两个对象的 hashCode 相同会发生什么？
因为 hashCode 相同，不一定就是相等的（equals方法比较），所以两个对象所在数组的下标相同，"碰撞"就此发生。又因为 HashMap 使用链表存储对象，这个 Node 会存储到链表中。
4.你知道 hash 的实现吗？为什么要这样实现？
5.为什么要用异或运算符？
保证了对象的 hashCode 的 32 位值只要有一位发生改变，整个 hash() 返回值就会改变。尽可能的减少碰撞。
6.HashMap 的 table 的容量如何确定？loadFactor 是什么？该容量如何变化？这种变化会带来什么问题？
1、table 数组大小是由 capacity 这个参数确定的，默认是16，也可以构造时传入，最大限制是1<<30；
2、loadFactor 是装载因子，主要目的是用来确认table 数组是否需要动态扩展，默认值是0.75，比如table 数组大小为 16，装载因子为 0.75 时，threshold 就是12，当 table 的实际大小超过 12 时，table就需要动态扩容；
3、扩容时，调用 resize() 方法，将 table 长度变为原来的两倍（注意是 table 长度，而不是 threshold）
4、如果数据很大的情况下，扩展时将会带来性能的损失，在性能要求很高的地方，这种损失很可能很致命。
7.HashMap中put方法的过程？
答：“调用哈希函数获取Key对应的hash值，再计算其数组下标；
8.数组扩容的过程？
创建一个新的数组，其容量为旧数组的两倍，并重新计算旧数组中结点的存储位置。结点在新数组中的位置只有两种，原下标位置或原下标+旧数组的大小。
9.拉链法导致的链表过深问题为什么不用二叉查找树代替，而选择红黑树？为什么不一直使用红黑树？
之所以选择红黑树是为了解决二叉查找树的缺陷，二叉查找树在特殊情况下会变成一条线性结构（这就跟原来使用链表结构一样了，造成很深的问题），遍历查找会非常慢。而红黑树在插入新数据后可能需要通过左旋，右旋、变色这些操作来保持平衡，引入红黑树就是为了查找数据快，解决链表查询深度的问题，我们知道红黑树属于平衡二叉树，但是为了保持“平衡”是需要付出代价的，但是该代价所损耗的资源要比遍历线性链表要少，所以当长度大于8的时候，会使用红黑树，如果链表长度很短的话，根本不需要引入红黑树，引入反而会慢。
10.说说你对红黑树的见解？
1、每个节点非红即黑
2、根节点总是黑色的
3、如果节点是红色的，则它的子节点必须是黑色的（反之不一定）
4、每个叶子节点都是黑色的空节点（NIL节点）
5、从根节点到叶节点或空子节点的每条路径，必须包含相同数目的黑色节点（即相同的黑色高度）
11.jdk8中对HashMap做了哪些改变？
12.HashMap，LinkedHashMap，TreeMap 有什么区别？
LinkedHashMap 保存了记录的插入顺序，在用 Iterator 遍历时，先取到的记录肯定是先插入的；遍历比 HashMap 慢；
TreeMap 实现 SortMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序（默认按键值升序排序，也可以指定排序的比较器）
13.HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用场景？
14.HashMap 和 HashTable 有什么区别？
15.Java 中的另一个线程安全的与 HashMap 极其类似的类是什么？同样是线程安全，它与 HashTable 在线程同步上有什么不同？
ConcurrentHashMap 类（是 Java并发包 java.util.concurrent 中提供的一个线程安全且高效的 HashMap 实现）。
HashTable 是使用 synchronize 关键字加锁的原理（就是对对象加锁）；
而针对 ConcurrentHashMap，在 JDK 1.7 中采用 分段锁的方式；JDK 1.8 中直接采用了CAS（无锁算法）+ synchronized。
16.HashMap & ConcurrentHashMap 的区别？
除了加锁，原理上无太大区别。另外，HashMap 的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap 都不允许。
17.为什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高？
HashTable 使用一把锁（锁住整个链表结构）处理并发问题，多个线程竞争一把锁，容易阻塞；
ConcurrentHashMap
JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 红黑树。锁粒度：Node（首结点）（实现 Map.Entry
18.针对 ConcurrentHashMap 锁机制具体分析（JDK 1.7 VS JDK 1.8）？
JDK 1.7 中，采用分段锁的机制，实现并发的更新操作，底层采用数组+链表的存储结构，包括两个核心静态内部类 Segment 和 HashEntry。
19.ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中，为什么要使用内置锁 synchronized 来代替重入锁 ReentrantLock？
20.ConcurrentHashMap 简单介绍？
1、如果没有初始化，就调用 initTable() 方法来进行初始化；
2、如果没有 hash 冲突就直接 CAS 无锁插入；
3、如果需要扩容，就先进行扩容；
4、如果存在 hash 冲突，就加锁来保证线程安全，两种情况：一种是链表形式就直接遍历到尾端插入，一种是红黑树就按照红黑树结构插入；
5、如果该链表的数量大于阀值 8，就要先转换成红黑树的结构，break 再一次进入循环
6、如果添加成功就调用 addCount() 方法统计 size，并且检查是否需要扩容。
4、扩容方法 transfer()：默认容量为 16，扩容时，容量变为原来的两倍。
helpTransfer()：调用多个工作线程一起帮助进行扩容，这样的效率就会更高。
5、获取对象时（get()方法）：
21.ConcurrentHashMap 的并发度是什么？
END
