面試總結hashmap

鏈表結構：

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

        final K key;

        V value;

        final int hash;

        HashMapEntry<K, V> next;

        ......

}

 

數組存儲全部鏈表：

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

 

key的hash值的計算：

int hash = Collections.secondaryHash(key);

 

table中HashMapEntry位置的計算：

//經過key的hash值得到，由於HashMap數組的大小老是2^n，因此實際的運算就是 (0xfff...ff) & hash ，這裏的tab.length-1至關於一個mask，濾掉了大於當前長度位的hash，使每一個i都能插入到數組中。

int index = hash & (tab.length - 1); 

 

新增元素：

//放在鏈表的最前面，next = table[index]

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

 

取元素：

//找到key的hash對應的HashMapEntry，而後遍歷鏈表，經過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;

      }

}

 

 

常見問題：

 （其實瞭解上面的基本知識，下面的不少問題都好理解了）

 

當兩個不一樣的鍵對象的hashcode相同時會發生什麼？ 

它們會儲存在同一個bucket位置的HashMapEntry組成的鏈表中。

 

 

若是兩個鍵的hashcode相同，你如何獲取值對象？

當咱們調用get()方法，HashMap會使用鍵對象的hashcode找到bucket位置，找到bucket位置以後，會調用keys.equals()方法去找到鏈表中正確的節點。

  

什麼是hash，什麼是碰撞，什麼是equals ？

Hash：是一種信息摘要算法，它還叫作哈希，或者散列。咱們平時使用的MD5,SHA1都屬於Hash算法，經過輸入key進行Hash計算，就能夠獲取key的HashCode()，好比咱們經過校驗MD5來驗證文件的完整性。

對於HashCode，它是一個本地方法，實質就是地址取樣運算

 

碰撞：好的Hash算法能夠出計算幾乎出獨一無二的HashCode，若是出現了重複的hashCode，就稱做碰撞;

就算是MD5這樣優秀的算法也會發生碰撞，即兩個不一樣的key也有可能生成相同的MD5。

 

HashCode，它是一個本地方法，實質就是地址取樣運算；

==是用於比較指針是否在同一個地址；

equals與==是相同的。

  

如何減小碰撞？

使用不可變的、聲明做final的對象，而且採用合適的equals()和hashCode()方法的話，將會減小碰撞的發生，提升效率。不可變性使得可以緩存不一樣鍵的hashcode，這將提升整個獲取對象的速度，使用String，Interger這樣的wrapper類做爲鍵是很是好的選擇

 

若是HashMap的大小超過了負載因子(load factor)定義的容量，怎麼辦？

默認的負載因子大小爲0.75，也就是說，當一個map填滿了75%的bucket時候，和其它集合類(如ArrayList等)同樣，將會建立原來HashMap大小的兩倍的bucket數組，來從新調整map的大小，並將原來的對象放入新的bucket數組中。這個過程叫做rehashing，由於它調用hash方法找到新的bucket位置。

從新調整HashMap大小存在什麼問題嗎？

（當多線程的狀況下，可能產生條件競爭(race condition)）

當從新調整HashMap大小的時候，確實存在條件競爭，由於若是兩個線程都發現HashMap須要從新調整大小了，它們會同時試着調整大小。在調整大小的過程當中，存儲在鏈表中的元素的次序會反過來，由於移動到新的bucket位置的時候，HashMap並不會將元素放在鏈表的尾部，而是放在頭部，這是爲了不尾部遍歷(tail traversing)。若是條件競爭發生了，那麼就死循環了。這個時候，你能夠質問面試官，爲何這麼奇怪，要在多線程的環境下使用HashMap呢？

 

爲何String, Interger這樣的wrapper類適合做爲鍵？

由於String是不可變的，也是final的，並且已經重寫了equals()和hashCode()方法了。其餘的wrapper類也有這個特色。不可變性是必要的，由於爲了要計算hashCode()，就要防止鍵值改變，若是鍵值在放入時和獲取時返回不一樣的hashcode的話，那麼就不能從HashMap中找到你想要的對象。不可變性還有其餘的優勢如線程安全。若是你能夠僅僅經過將某個field聲明成final就能保證hashCode是不變的，那麼請這麼作吧。由於獲取對象的時候要用到equals()和hashCode()方法，那麼鍵對象正確的重寫這兩個方法是很是重要的。若是兩個不相等的對象返回不一樣的hashcode的話，那麼碰撞的概率就會小些，這樣就能提升HashMap的性能。

  

可使用自定義的對象做爲鍵嗎？

固然你可能使用任何對象做爲鍵，只要它遵照了equals()和hashCode()方法的定義規則，而且當對象插入到Map中以後將不會再改變了。若是這個自定義對象時不可變的，那麼它已經知足了做爲鍵的條件，由於當它建立以後就已經不能改變了。

 

可使用CocurrentHashMap來代替Hashtable嗎？

Hashtable是synchronized的，可是ConcurrentHashMap同步性能更好，由於它僅僅根據同步級別對map的一部分進行上鎖。ConcurrentHashMap固然能夠代替HashTable，可是HashTable提供更強的線程安全性。

 

可否讓HashMap同步？

HashMap能夠經過下面的語句進行同步：

Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

 

HashMap和Hashtable的區別：

主要的不一樣：線程安全以及速度。僅在你須要徹底的線程安全的時候使用Hashtable，而若是你使用Java 5或以上的話，請使用ConcurrentHashMap吧。

 HashMap和Hashtable都實現了Map接口，但決定用哪個以前先要弄清楚它們之間的分別。主要的區別有：線程安全性，同步(synchronization)，以及速度。

 HashMap幾乎能夠等價於Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，並能夠接受null(HashMap能夠接受爲null的鍵值(key)和值(value)，而Hashtable則不行)。

HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，這意味着Hashtable是線程安全的，多個線程能夠共享一個Hashtable；而若是沒有正確的同步的話，多個線程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的擴展性更好。

另外一個區別是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。因此當有其它線程改變了HashMap的結構（增長或者移除元素），將會拋出ConcurrentModificationException，但迭代器自己的remove()方法移除元素則不會拋出ConcurrentModificationException異常。但這並非一個必定發生的行爲，要看JVM。這條一樣也是Enumeration和Iterator的區別。

因爲Hashtable是線程安全的也是synchronized，因此在單線程環境下它比HashMap要慢。若是你不須要同步，只須要單一線程，那麼使用HashMap性能要好過Hashtable。

HashMap不能保證隨着時間的推移Map中的元素次序是不變的。

要注意的一些重要術語：

1) sychronized意味着在一次僅有一個線程可以更改Hashtable。就是說任何線程要更新Hashtable時要首先得到同步鎖，其它線程要等到同步鎖被釋放以後才能再次得到同步鎖更新Hashtable。

2) Fail-safe和iterator迭代器相關。若是某個集合對象建立了Iterator或者ListIterator，而後其它的線程試圖「結構上」更改集合對象，將會拋出ConcurrentModificationException異常。但其它線程能夠經過set()方法更改集合對象是容許的，由於這並無從「結構上」更改集合。可是假如已經從結構上進行了更改，再調用set()方法，將會拋出IllegalArgumentException異常。

3) 結構上的更改指的是刪除或者插入一個元素，這樣會影響到map的結構。