HashMap面试题知识大全

一时失言乱红尘 2023-07-25 06:27 27阅读 0赞

HashMap常见面试题：

1.HashMap的底层数据结构？  
2. HashMap的存取原理？  
3. Java7和Java8的区别？  
4. 为啥会线程不安全？  
5. 有什么线程安全的类代替么?  
6. 默认初始化大小是多少？为啥是这么多？为啥大小都是2的幂？  
7. HashMap的扩容方式？负载因子是多少？为什是这么多？  
8. HashMap的主要参数都有哪些？  
9. HashMap是怎么处理hash碰撞的？  
10. hash的计算规则？

## HashMap深入浅出 ##

###### 1.你了解数据结构中的HashMap么？能跟我聊聊他的结构和底层原理么？ ######

`HashMap是我们非常常用的数据结构，由数组和链表组合构成的数据结构。数组里面每个地方都存了Key-Value这样的实例，在Java7叫Entry在Java8中叫Node。因为他本身所有的位置都为null，在put插入的时候会根据key的hash去计算一个index值。`

###### 2.为啥需要链表，链表又是怎么样子的呢？ ######

`我们都知道数组长度是有限的，在有限的长度里面我们使用哈希，哈希本身就存在概率性，两个不同的key，hash有一定的概率会一样，那就形成了链表。每一个节点都会保存自身的hash、key、value、以及下个节点。`

###### 3.新的Entry节点在插入链表的时候，是怎么插入的么？ ######

`java8之前是头插法，就是说新来的值会取代原有的值，原有的值就顺推到链表中去，因为写这个代码的作者认为后来的值被查找的可能性更大一点，提升查找的效率。但是，在java8之后，都用尾部插入了`

###### 4.HashMap的扩容机制 ######

`首先我们看下HashMap的扩容机制： 数组容量是有限的，数据多次插入的，到达一定的数量就会进行扩容，也就是resize。`

`有两个因素： Capacity：HashMap当前长度。 LoadFactor：负载因子，默认值0.75f。`

`怎么理解呢，就比如当前的容量大小为100，当你存进第76个的时候，判断发现需要进行resize了，那就进行扩容，但是HashMap的扩容也不是简单的扩大点容量这么简单的。`

`分为两步 扩容：创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍。 ReHash：遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组。`

`长度扩大以后，Hash的规则也随之改变。 Hash的公式---> index = HashCode（Key） & （Length - 1） 原来长度（Length）是8你位运算出来的值是2 ，新的长度是16你位运算出来的值明显不一样了。`

###### 5.java8之后为啥改为尾部插入呢？ ######

`我先举个例子吧，我们现在往一个容量大小为2的put两个值，负载因子是0.75是不是我们在put第二个的时候就会进行resize？ 2*0.75 = 1 所以插入第二个就要resize了`

`现在我们要在容量为2的容器里面用不同线程插入A，B，C，假如我们在resize之前打个短点，那意味着数据都插入了但是还没resize那扩容前可能是这样的。`

`我们可以看到链表的指向A->B->C`  
`Tip：A的下一个指针是指向B的`

`因为resize的赋值方式，也就是使用了单链表的头插入方式，同一位置上新元素总会被放在链表的头部位置，在旧数组中同一条Entry链上的元素，通过重新计算索引位置后，有可能被放到了新数组的不同位置上。`

`就可能出现下面的情况，大家发现问题没有？`

`B的下一个指针指向了A`

`一旦几个线程都调整完成，就可能出现环形链表`

`如果这个时候去取值，悲剧就出现了——Infinite Loop。`

`使用头插会改变链表的上的顺序，但是如果使用尾插，在扩容时会保持链表元素原本的顺序，就不会出现链表成环的问题了。`

###### 6.Java8就可以把HashMap用在多线程中？ ######

`通过源码看到put/get方法都没有加同步锁，多线程情况最容易出现的就是：无法保证上一秒put的值，下一秒get的时候还是原值，所以线程安全还是无法保证。`

###### 7.HashMap的默认初始化长度是多少？那为啥用16不用别的呢？ ######

`初始化大小是16`

`因为在使用不是2的幂的数字的时候，Length-1的值是所有二进制位全为1，这种情况下，index的结果等同于HashCode后几位的值。 只要输入的HashCode本身分布均匀，Hash算法的结果就是均匀的。 这是为了实现均匀分布。`

###### 8.为啥我们重写equals方法的时候需要重写hashCode方法呢？你能用HashMap给我举个例子么？ ######

`因为在java中，所有的对象都是继承于Object类。Ojbect类中有两个方法equals、hashCode，这两个方法都是用来比较两个对象是否相等的。`

`在未重写equals方法我们是继承了object的equals方法，那里的 equals是比较两个对象的内存地址，显然我们new了2个对象内存地址肯定不一样`

`对于值对象，==比较的是两个对象的值`  
`对于引用对象，比较的是两个对象的地址`  
`大家是否还记得我说的HashMap是通过key的hashCode去寻找index的，那index一样就形成链表了，也就是说”帅丙“和”丙帅“的index都可能是2，在一个链表上的。`

`我们去get的时候，他就是根据key去hash然后计算出index，找到了2，那我怎么找到具体的”帅丙“还是”丙帅“呢？`

`equals！是的，所以如果我们对equals方法进行了重写，建议一定要对hashCode方法重写，以保证相同的对象返回相同的hash值，不同的对象返回不同的hash值。`

`不然一个链表的对象，你哪里知道你要找的是哪个，到时候发现hashCode都一样，这不是完犊子嘛。`

###### 8.你们是怎么处理HashMap在线程安全的场景么？ ######

`我们一般都会使用HashTable或者ConcurrentHashMap，但是因为前者的并发度的原因基本上没啥使用场景了，所以存在线程不安全的场景我们都使用的是ConcurrentHashMap。 HashTable我看过他的源码，很简单粗暴，直接在方法上锁，并发度很低，最多同时允许一个线程访问，ConcurrentHashMap就好很多了，1.7和1.8有较大的不同，不过并发度都比前者好太多了。`

###### 8.HashMap怎么解决碰撞问题的? ######

`Java中HashMap是利用“拉链法”处理HashCode的碰撞问题。在调用HashMap的put方法或get方法时，都会首先调用hashcode方法，去查找相关的key，当有冲突时，再调用equals方法。hashMap基于hasing原理，我们通过put和get方法存取对象。当我们将键值对传递给put方法时，他调用键对象的hashCode()方法来计算hashCode，然后找到bucket（哈希桶）位置来存储对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当碰撞发生了，对象将会存储在链表的下一个节点中。hashMap在每个链表节点存储键值对对象。当两个不同的键却有相同的hashCode时，他们会存储在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals()来找到键值对。`