1.Hash Map的數據結構？
A：哈希表結構（鏈表散列：數組+鏈表）實現，結合數組和鏈表的優點。當鏈表長度超過8時，鏈表轉換為紅黑樹。
transient Node<K,V>[] table;
2.HashMap的工作原理
A：HashMap底層是hash數組和單向鏈表實現，數組中的每個元素都是鏈表，由Node內部類（實現Map.Entry<k,V>接口）實現，HashMap通過put&get方法存儲和獲取。
存儲對象時，將K/V鍵值對傳給put（）方法；
①、調用hash（K）方法計算K的hash值，然后結合數組長度，計算得數組下標；
②、調整數組大小（當容器中得元素個數大於capacity*loadFactor時，容器會進行resize為2n）
③、
i、如果K的hash值在HashMap不存在，則執行插入；若存在，則發生碰撞；
ii、如果K的hash值在HashMap存在，且它們兩者equals返回true，則更新鍵值對；
iii、如果K的hash值在HashMap存在，且它們兩者equals返回false，則插入鏈表的尾部（尾插法）或者紅黑樹（樹的添加方式）
（JDK1.7 之前使用頭插法、JDK 1.8 使用尾插法）
（注意：當碰撞導致鏈表大於TREEIFY_THRESHOLD = 8時，就把鏈表轉換為紅黑樹）
獲取對象時，將K傳給get（）方法：
①、調用hash（K）方法（計算K的hash值）從而獲取該鍵值對所在鏈表的數組下標；
②、順序遍歷鏈表，equals（）方法查找相同Node鏈表K值對應的V值
hashCode是定位的，存儲位置；
equals是定性的，比較兩者是否相等。
3.當兩個對象的hashCode相同會發生什么？
A：因為hashCode相同，不一定就是相等的（equals方法比較），所以兩個對象所在數組下標相同，“碰撞”就此發生。又因為HashMap使用鏈表存儲對象，這個Node會存儲到鏈表下。
4.：你知道hash的實現嗎？為什么要這樣實現？
A：JDK1.8中，是通過hashCode（）的高16位異或低16位實現的：（h = k.hashCode()^(h>>>16)）
主要是從速度、功效和質量來考慮的，減少系統的開銷，也不會造成因為高位沒有參與下標的計算，從而引起的碰撞。
5：為什么要用異或運算符？
A：保持了對象的hashCode的32位值只要有一位發生改變，整個hash（）返回值就會改變。盡可能的減少碰撞。
6.HashMap的table的容量如何確定？loadFactor是什么？該容量如何變化？這種變化會帶來什么問題？
A：
①、table數組大小是由capacity這個參數確定的，默認是16，也可以構造時傳入，最大限制為1<<30；
②、loadFactor是負載因子，主要目的是用來確認table數組是否需要動態擴展，默認值是0.75，比如table數組大小為16，裝載因子為0.75時，threshold就是12，當table的實際大小超過12時，table就需要動態擴容；
③、擴容時，調用resize（）方法，將table長度變為原來的兩倍（注意是table長度，而不是threshold）
④、如果數據很大的情況下，擴展時將會帶來性能的損失，在性能要求很高的地方，這種損失很可能很致命。
7.HashMap的遍歷方式及其性能對比
A：主要四種方式
no1、for-each map.keySet()——只需要K值得時候推薦使用
for(String key : map.keySet()) { map.get(key); }
no2、for-each map.entrySet()——當需要V值得時候推薦使用
for(Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) { entry.getKey(); entry.getValue(); }
no3、for-each map.entrySet() + 臨時變量
Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet(); for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) { entry.getKey(); entry.getValue(); }
no4、for-each map.entrySet().iterator()
Iterator<Map.Entry<String,String>> iterator =
map.entrySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry<String, String> entry = iterator.next(); entry.getKey(); entry.getValue(); }
8.HashMap、LinkedHashMap、TreeMap有什么區別？
A：HashMap參考其他問題；
LinkedHashMap保存了記錄得插入順序，用iterator遍歷時，先取到得記錄肯定是先插入得；遍歷比HashMap慢；
TreeMap實現SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據鍵排序（默認按鍵值升序排序，也可以知道排序得比較器）
9.HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用場景？
A：一般情況下，使用最多得是HashMao；
HashMap：在Map中插入、刪除和定位元素時；
TreeMap：在需要按自然順序或自定義順序遍歷鍵得情況下；
LinkedHashMap：在需要輸出的順序和輸入的順序相同的情況下。
10.HashMap和HashTable有什么區別？
A：
①、HashMap是線程不安全，HashTable是線程安全的；
②、由於線程安全，所以HashTable的效率比不上HashMap；
③、HashMap最多只允許一條記錄的鍵為null，允許多條激勵的值為null，而HashTable不允許；
④、HashMao默認初始化數組的大小為16，HashTable為11，前者擴容時，擴大兩倍，后者擴大兩倍+1；
⑤、HashMap需要重新計算hash值，而HashTable直接使用對象的hashCode。
11.同樣是線程類，ConcurrentHashMap 和 HashTable 在線程同步上有什么不同
A：ConcurrentHashMap類（是Java並發包java.util.concurrent中提供的一個線程安全且高效的Hash Map實現）
HashTable是使用synchronize關鍵字加鎖的原理（就是對對象加鎖）
而針對ConcurrentHashMap，在JDK1.7 中采用分段鎖的方式，JDK1.8 中直接采用了CAS（無鎖算法）+ synchronized。
12.HashMap & ConcurrentHashMap 的區別？
A：除了加鎖，原理上無太大區別。
另外，HashMap的鍵值對允許有null，但是ConcurrentHashMap 都不允許。
13.為什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高？
A：HashTable使用一把鎖（鎖住整個鏈表結構）處理並發問題，多個線程競爭一把鎖，容易阻塞；
ConcurrentHashMap ：
JDK1.7使用分段鎖（ReentrantLock + Segment + HashEntry）相當於把一個HashMap分成多個段，每段分配一把鎖，這樣支持多線程訪問。鎖粒度：基於Segment，包含多個HashEntry。
JDK1.8使用CAS + synchronized + Node + 紅黑樹。 鎖粒度：Node（首結點）（實現Map.Entry<K,V>）。鎖粒度降低了。
14：針對 ConcurrentHashMap 鎖機制具體分析（JDK 1.7 VS JDK 1.8）？
A：JDK1.7中，采用分段鎖的機制，實現並發的更新操作，底層采用數組+鏈表的存儲結構，包括兩個核心靜態內部類Segment 和 HashEntry。
①、 Segment 繼承 ReentrantLock（重入鎖） 用來充當鎖的角色，每個 Segment 對象守護每個散列映射表的若干個桶；
②、HashEntry用來封裝映射表的鍵值對
③、每個桶是由若干個 HashEntry 對象鏈接起來的鏈表。
15：ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中，為什么要使用內置鎖 synchronized 來代替重入鎖 ReentrantLock？
A：
i、粒度降低了
ii、JVM開發團隊沒有放棄synchronized，而且基於JVM的synchronized優化空間更大、更加自然
iii、在大量的數據操作下，對於JVM的內存壓力，基於API的ReentrantLock會開銷更多的內存。
①、重要的常量：
private transient volatile int sizeCtl;
當為負數時，-1 表示正在初始化，-N 表示 N - 1 個線程正在進行擴容；
當為 0 時，表示 table 還沒有初始化；
當為其他正數時，表示初始化或者下一次進行擴容的大小。
②、數據結構：
Node 是存儲結構的基本單元，繼承 HashMap 中的 Entry，用於存儲數據；
TreeNode 繼承 Node，但是數據結構換成了二叉樹結構，是紅黑樹的存儲結構，用於紅黑樹中存儲數據；
TreeBin 是封裝 TreeNode 的容器，提供轉換紅黑樹的一些條件和鎖的控制。
③、存儲對象時（put() 方法）：
1.如果沒有初始化，就調用 initTable() 方法來進行初始化；
2.如果沒有 hash 沖突就直接 CAS 無鎖插入；
3.如果需要擴容，就先進行擴容；
4.如果存在 hash 沖突，就加鎖來保證線程安全，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構插入；
5.如果該鏈表的數量大於閥值 8，就要先轉換成紅黑樹的結構，break 再一次進入循環
6.如果添加成功就調用 addCount() 方法統計 size，並且檢查是否需要擴容。
④、擴容方法 transfer()：默認容量為 16，擴容時，容量變為原來的兩倍。
helpTransfer()：調用多個工作線程一起幫助進行擴容，這樣的效率就會更高。
⑤、獲取對象時（get()方法）：
1.計算 hash 值，定位到該 table 索引位置，如果是首結點符合就返回；
2.如果遇到擴容時，會調用標記正在擴容結點 ForwardingNode.find()方法，查找該結點，匹配就返回；
3.以上都不符合的話，就往下遍歷結點，匹配就返回，否則最后就返回 null。
A：程序運行時能夠同時更新 ConccurentHashMap 且不產生鎖競爭的最大線程數。默認為 16，且可以在構造函數中設置。當用戶設置並發度時，ConcurrentHashMap 會使用大於等於該值的最小2冪指數作為實際並發度（假如用戶設置並發度為17，實際並發度則為32）
作者：TinyDolphin
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