面试总结hashmap

链表结构：

static class HashMapEntry<K, V> implements Entry<K, V> {

        final K key;

        V value;

        final int hash;

        HashMapEntry<K, V> next;

        ......

}

 

数组存储全部链表：

transient HashMapEntry<K, V>[] table;   //后面tab=table

 

key的hash值的计算：

int hash = Collections.secondaryHash(key);

 

table中HashMapEntry位置的计算：

//经过key的hash值得到，由于HashMap数组的大小老是2^n，因此实际的运算就是 (0xfff...ff) & hash ，这里的tab.length-1至关于一个mask，滤掉了大于当前长度位的hash，使每一个i都能插入到数组中。

int index = hash & (tab.length - 1); 

 

新增元素：

//放在链表的最前面，next = table[index]

table[index] = new HashMapEntry<K, V>(key, value, hash, table[index]);

 

取元素：

//找到key的hash对应的HashMapEntry，而后遍历链表，经过key.equals取值

for (HashMapEntry<K, V> e = tab[hash & (tab.length - 1)]; e != null; e = e.next) {

      K eKey = e.key;

      if (eKey == key || (e.hash == hash && key.equals(eKey))) {

           return e.value;

      }

}

 

 

常见问题：

 （其实了解上面的基本知识，下面的不少问题都好理解了）

 

当两个不一样的键对象的hashcode相同时会发生什么？ 

它们会储存在同一个bucket位置的HashMapEntry组成的链表中。

 

 

若是两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

当咱们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置，找到bucket位置以后，会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点。

  

什么是hash，什么是碰撞，什么是equals ？

Hash：是一种信息摘要算法，它还叫作哈希，或者散列。咱们平时使用的MD5,SHA1都属于Hash算法，经过输入key进行Hash计算，就能够获取key的HashCode()，好比咱们经过校验MD5来验证文件的完整性。

对于HashCode，它是一个本地方法，实质就是地址取样运算

 

碰撞：好的Hash算法能够出计算几乎出独一无二的HashCode，若是出现了重复的hashCode，就称做碰撞;

就算是MD5这样优秀的算法也会发生碰撞，即两个不一样的key也有可能生成相同的MD5。

 

HashCode，它是一个本地方法，实质就是地址取样运算；

==是用于比较指针是否在同一个地址；

equals与==是相同的。

  

如何减小碰撞？

使用不可变的、声明做final的对象，而且采用合适的equals()和hashCode()方法的话，将会减小碰撞的发生，提升效率。不可变性使得可以缓存不一样键的hashcode，这将提升整个获取对象的速度，使用String，Interger这样的wrapper类做为键是很是好的选择

 

若是HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量，怎么办？

默认的负载因子大小为0.75，也就是说，当一个map填满了75%的bucket时候，和其它集合类(如ArrayList等)同样，将会建立原来HashMap大小的两倍的bucket数组，来从新调整map的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫做rehashing，由于它调用hash方法找到新的bucket位置。

从新调整HashMap大小存在什么问题吗？

（当多线程的状况下，可能产生条件竞争(race condition)）

当从新调整HashMap大小的时候，确实存在条件竞争，由于若是两个线程都发现HashMap须要从新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程当中，存储在链表中的元素的次序会反过来，由于移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在链表的尾部，而是放在头部，这是为了不尾部遍历(tail traversing)。若是条件竞争发生了，那么就死循环了。这个时候，你能够质问面试官，为何这么奇怪，要在多线程的环境下使用HashMap呢？

 

为何String, Interger这样的wrapper类适合做为键？

由于String是不可变的，也是final的，并且已经重写了equals()和hashCode()方法了。其余的wrapper类也有这个特色。不可变性是必要的，由于为了要计算hashCode()，就要防止键值改变，若是键值在放入时和获取时返回不一样的hashcode的话，那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。不可变性还有其余的优势如线程安全。若是你能够仅仅经过将某个field声明成final就能保证hashCode是不变的，那么请这么作吧。由于获取对象的时候要用到equals()和hashCode()方法，那么键对象正确的重写这两个方法是很是重要的。若是两个不相等的对象返回不一样的hashcode的话，那么碰撞的概率就会小些，这样就能提升HashMap的性能。

  

可使用自定义的对象做为键吗？

固然你可能使用任何对象做为键，只要它遵照了equals()和hashCode()方法的定义规则，而且当对象插入到Map中以后将不会再改变了。若是这个自定义对象时不可变的，那么它已经知足了做为键的条件，由于当它建立以后就已经不能改变了。

 

可使用CocurrentHashMap来代替Hashtable吗？

Hashtable是synchronized的，可是ConcurrentHashMap同步性能更好，由于它仅仅根据同步级别对map的一部分进行上锁。ConcurrentHashMap固然能够代替HashTable，可是HashTable提供更强的线程安全性。

 

可否让HashMap同步？

HashMap能够经过下面的语句进行同步：

Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

 

HashMap和Hashtable的区别：

主要的不一样：线程安全以及速度。仅在你须要彻底的线程安全的时候使用Hashtable，而若是你使用Java 5或以上的话，请使用ConcurrentHashMap吧。

 HashMap和Hashtable都实现了Map接口，但决定用哪个以前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。

 HashMap几乎能够等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并能够接受null(HashMap能够接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。

HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程能够共享一个Hashtable；而若是没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。

另外一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。因此当有其它线程改变了HashMap的结构（增长或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器自己的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并非一个必定发生的行为，要看JVM。这条一样也是Enumeration和Iterator的区别。

因为Hashtable是线程安全的也是synchronized，因此在单线程环境下它比HashMap要慢。若是你不须要同步，只须要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。

HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

要注意的一些重要术语：

1) sychronized意味着在一次仅有一个线程可以更改Hashtable。就是说任何线程要更新Hashtable时要首先得到同步锁，其它线程要等到同步锁被释放以后才能再次得到同步锁更新Hashtable。

2) Fail-safe和iterator迭代器相关。若是某个集合对象建立了Iterator或者ListIterator，而后其它的线程试图“结构上”更改集合对象，将会抛出ConcurrentModificationException异常。但其它线程能够经过set()方法更改集合对象是容许的，由于这并无从“结构上”更改集合。可是假如已经从结构上进行了更改，再调用set()方法，将会抛出IllegalArgumentException异常。

3) 结构上的更改指的是删除或者插入一个元素，这样会影响到map的结构。