求求大厂给个Offer：Map面试题

前言

文本已收录至个人GitHub：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y，有300多篇原创文章，最近在连载面试系列！

我，三歪，最近开始写面试系列。我给这个面试系列取了一个名字，叫作《求求大厂给个Offer》

因此这篇文章叫作《求求大厂给个Offer：Map面试题》

接下来就开始吧。

面试现场

三歪：“我叫三歪，这几年写了300+原创技术文章，近1000页的原创电子书和多个知识点的思惟导图。个人愿景是：只要关注我并三连的同窗均可以拿到大厂offer。个人....”

三歪：“Map在Java里边是一个接口，常见的实现类有HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和ConcurrentHashMap”

三歪：“首先要明确的是：在Java里边，哈希表的结构是数组+链表的方式。HashMap底层数据机构是数组+链表/红黑树、LinkedHashMap底层数据结构是数组+链表+双向链表、TreeMap底层数据结构是红黑树，而ConcurrentHashMap底层数据结构也是数组+链表/红黑树”

面试官：“咱们先以HashMap开始吧，你能讲讲当你new一个HashMap的时候，会发生什么吗？”

三歪：“HashMap有几个构造方法，但最主要的就是指定初始值大小和负载因子的大小。若是咱们不指定，默认HashMap的大小为16，负载因子的大小为0.75”

三歪：“HashMap的大小只能是2次幂的，假设你传一个10进去，实际上最终HashMap的大小是16，你传一个7进去，HashMap最终的大小是8，具体的实如今tableSizeFor能够看到。咱们把元素放进HashMap的时候，须要算出这个元素所在的位置（hash）。在HashMap里用的是位运算来代替取模，可以更加高效地算出该元素所在的位置。为何HashMap的大小只能是2次幂，由于只有大小为2次幂时，才能合理用位运算替代取模。”

三歪：“而负载因子的大小决定着哈希表的扩容和哈希冲突。好比如今我默认的HashMap大小为16，负载因子为0.75，这意味着数组最多只能放12个元素，一旦超过12个元素，则哈希表须要扩容。怎么算出是12呢？很简单，就是16*0.75。每次put元素进去的时候，都会检查HashMap的大小有没有超过这个阈值，若是有，则须要扩容。”

三歪：“鉴于上面的说法（HashMap的大小只能是2次幂），因此扩容的时候时候默认是扩原来的2倍”

三歪：“显然扩容这个操做确定是耗时的，那我能不能把负载因子调高一点，好比我要调至为1，那个人HashMap就等到16个元素的时候才扩容呢。显然是能够的，可是不推荐。负载因子调高了，这意味着哈希冲突的几率会增高，哈希冲突几率增高，一样会耗时（由于查找的速度变慢了）”

三歪：“实现就在hash方法上，能够发现的是，它是先算出正常的哈希值，而后与高16位作异或运算，产生最终的哈希值。这样作的好处能够增长了随机性，减小了碰撞冲突的可能性。”

三歪：”在put的时候，首先对key作hash运算，计算出该key所在的index。若是没碰撞，直接放到数组中，若是碰撞了，须要判断目前数据结构是链表仍是红黑树，根据不一样的状况来进行插入。假设key是相同的，则替换到原来的值。最后判断哈希表是否满了(当前哈希表大小*负载因子），若是满了，则扩容“

三歪：”在get的时候，仍是对key作hash运算，计算出该key所在的index，而后判断是否有hash冲突，假设没有直接返回，假设有则判断当前数据结构是链表仍是红黑树，分别从不一样的数据结构中取出。“

三歪：”首先会比较hash值，随后会用==运算符和equals()来判断该元素是否相同。说白了就是：若是只有hash值相同，那说明该元素哈希冲突了，若是hash值和equals() || == 都相同，那说明该元素是同一个。“

三歪：”当数组的大小大于64且链表的大小大于8的时候才会将链表改成红黑树，当红黑树大小为6时，会退化为链表。这里转红黑树退化为链表的操做主要出于查询和插入时对性能的考量。链表查询时间复杂度O(N)，插入时间复杂度O(1)，红黑树查询和插入时间复杂度O(logN)“

三歪：“其实在平常开发中LinkedHashMap用得很少。在前面也提到了，LinkedHashMap底层结构是数组+链表+双向链表”，实际上它继承了HashMap，在HashMap的基础上维护了一个双向链表。有了这个双向链表，咱们的插入能够是“有序”的，这里的有序不是指大小有序，而是插入有序。

三歪：“LinkedHashMap在遍历的时候实际用的是双向链表来遍历的，因此LinkedHashMap的大小不会影响到遍历的性能”

三歪：“TreeMap在现实开发中用得也很少，TreeMap的底层数据结构是红黑树，TreeMap的key不能为null（若是为null，那还怎么排序呢），TreeMap有序是经过Comparator来进行比较的，若是comparator为null，那么就使用天然顺序”

三歪：“HashMap不是线程安全的，在多线程环境下，HashMap有可能会有数据丢失和获取不了最新数据的问题，好比说：线程Aput进去了，线程Bget不出来。咱们想要线程安全，可使用ConcurrentHashMap”

三歪：“ConcurrentHashMap是线程安全的Map实现类，它在juc包下的。线程安全的Map实现类除了ConcurrentHashMap还有一个叫作Hashtable。固然了，也可使用Collections来包装出一个线程安全的Map。但不管是Hashtable仍是Collections包装出来的都比较低效（由于是直接在外层套synchronize），因此咱们通常有线程安全问题考量的，都使用ConcurrentHashMap”

三歪：“ConcurrentHashMap的底层数据结构是数组+链表/红黑树，它能支持高并发的访问和更新，是线程安全的。ConcurrentHashMap经过在部分加锁和利用CAS算法来实现同步，在get的时候没有加锁，Node都用了volatile给修饰。在扩容时，会给每一个线程分配对应的区间，而且为了防止putVal致使数据不一致，会给线程的所负责的区间加锁”

三歪：“不能，我不会”

三歪：“我在学习的时候也看过JDK7的HashMap和ConcurrentHashMap，其实仍是有不少不同的地方，好比JDK 7 的HashMap在扩容时是头插法，在JDK8就变成了尾插法，在JDK7 的HashMap尚未引入红黑树....ConcurrentHashMap 在JDK7 仍是使用分段锁的方式来实现，而JDK 8 就又不同了。但JDK 7细节我大多数都忘了。”

三歪：“我就没用过JDK 7的API，我想着如今最低应该也是用JDK8了吧？因此我就没去仔细看了。要不我给你讲讲多线程相关的知识呗？”

三歪：“哦”

题外话

针对此次的面试可能你想了解更多Map的细节，好比说Map基础知识/HashMap/LinkedHashMap/TreeMap/ConcurrentHashMap的源码，能够在微信搜「Java3y」回复「Map」便可获取我以前写的原创文章。

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