Java HashMap 面试题

2021-11-19 From 程序之心 By 丁仪

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。


你知道 hash 的实现吗?为什么要这样实现?

JDK 1.8 中,是通过 hashCode() 的高 16 位异或低 16 位实现的:(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16),主要是从速度,功效和质量来考虑的,减少系统的开销,也不会造成因为高位没有参与下标的计算,从而引起的碰撞。


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。


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?

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;

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;

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)

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。


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;

如果没有出现哈希冲突,则直接放入数组;如果出现哈希冲突,则以链表的方式放在链表后面;

如果链表长度超过阀值( TREEIFY THRESHOLD==8),就把链表转成红黑树,链表长度低于6,就把红黑树转回链表;

如果结点的key已经存在,则替换其value即可;

如果集合中的键值对大于12,调用resize方法进行数组扩容。”


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。


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。


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)


jdk8中对HashMap做了哪些改变?

在java 1.8中,如果链表的长度超过了8,那么链表将转换为红黑树。(桶的数量必须大于64,小于64的时候只会扩容)

发生hash碰撞时,java 1.7 会在链表的头部插入,而java 1.8会在链表的尾部插入

在java 1.8中,Entry被Node替代(换了一个马甲)。


HashMap,LinkedHashMap,TreeMap 有什么区别?

HashMap 参考其他问题;

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)


HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用场景?

一般情况下,使用最多的是 HashMap。

HashMap:在 Map 中插入、删除和定位元素时;

TreeMap:在需要按自然顺序或自定义顺序遍历键的情况下;

LinkedHashMap:在需要输出的顺序和输入的顺序相同的情况下。


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。


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。

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