阿里面经之解答 by cmershen(2)——static/final，HashMap/Hashtable/ConcurrentHashMap

7. static和final的用法

static可以修饰变量，方法，代码块。
static修饰的变量在内存中只有一份，在类加载的时候被完成初始化，且被该类的所有实例共享。
static修饰的方法必须实现，不能用abstract修饰。
static修饰的代码块在类加载完成后就会执行代码块的内容。
执行顺序：（重要，好多面试题都考）
父类静态代码块-子类静态代码块-父类非静态代码块-父类构造方法-子类非静态代码块-子类构造方法

final修饰的变量，引用不可变，但引用的内容是可变的。
final修饰的方法，不能被继承，不能被子类修改。
final修饰的类不能被继承。
final修饰的形参不可变。

8.HashMap和Hashtable的区别

Hashtable是线程同步的，而HashMap是未经同步的。（就像ArrayList和Vector，Vector是同步的，而ArrayList不同步）
Hashtable的值不可以是null（key和value都不可以），而HashMap的key和value都可以是null
Hashtable直接使用对象的hashCode做key，而HashMap则不是。
Hashtable.java部分代码如下：

 public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();//可见这里直接用了key的hashCode
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

而HashMap.java是这样做的：

    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

HashMap的key不可以是可变对象，否则当对象的hashCode值发生变化时，会出现一些诡异的情况。
例如用HashMap

public class Student {
    private int id;

    @Override
    public int hashCode() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return id;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public Student(int id) {
        this.id = id;
    }
}

那么如果学生的学号改变了，就像这样：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student, Integer> map = new HashMap<>();
        Student s1=new Student(1);
        Student s2=new Student(2);
        map.put(s1, 100);
        map.put(s2, 98);
        s1.setId(2);
        System.out.println(map);
    }
}

就会出现{Student@2=100, Student@2=98}的输出结果，一个学生对应了两个学号，且学生1的成绩就会找不到。
不过有一个诡异的问题：
如果Main函数这样写：

    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student, Integer> map = new HashMap<>();
        Student s1=new Student(1);
        Student s2=new Student(2);
        map.put(s1, 100);
        map.put(s2, 98);
        s1.setId(3);
        System.out.println(map);
        System.out.println(map.get(s1));
    }

会看到这样的输出：

{Student@3=100, Student@2=98}
null

奇怪了，明明s1的学号改成3，且map里面也记录了学号为3的成绩是100分，怎么变成null了？
读HashMap的源码发现，在执行 map.put(s1,100)时，系统为hashCode=1的key找到一个地址，存储对象s1和value值100，map.put(s2, 98);这一行也同理。但当s1的hashCode值变为3时，系统是到HashCode值为3对应的地址去找，显然这一地址对应的Entry为null。
那么改为s1.setID(2);呢？
结论也是输出null。因为HashMap.java中有如下片段：

 do {
     if (e.hash == hash &&
         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
         return e;
 } while ((e = e.next) != null);

只有当HashMap中对应地址中存储的key和输入的key是同一个对象时，才会返回这个e。
而hashcode=2的地址中存储的对象是s2，和s1不是同一个类，故返回null。
而若重写equals方法使得s1和s2被判为相等，则返回98。
所以，如果必须要用可变对象做key，务必保证这个对象的属性改变时，不得改变它的HashCode。

9.HashMap和ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是线程安全的，它的底层实现是将大的数组分成几段小的segment，每个小的segment上都有锁，在插入元素时，先找到要插入到哪个segment里面，再获取这个segment上的锁。
在高并发时，Hashtable的效率很低下，因为所有线程都竞争同一个锁，而ConcurrentHashMap则不是，当一个线程占用了一个segment的锁，其他段的数据也能被其他线程访问。

//原文中说get方法在读到的值是空的时候要加锁重读，我看了好几遍源码也没看出锁在哪，求高人指点。
public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
        int h = spread(key.hashCode());
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
            if ((eh = e.hash) == h) {
                if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                    return e.val;
            }
            else if (eh < 0)
                return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
             while ((e = e.next) != null) {
                if (e.hash == h &&
                    ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                    return e.val;
            }
        }
        return null;
    }

10.如果故意构造相同hash的字符串进行攻击，怎么处理？那jdk7呢？
还是前面的代码，稍加改动一下：

    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student, Integer> map = new HashMap<>();
        Student s1=new Student(1);
        Student s2=new Student(2);
        map.put(s1, 100);
        map.put(s2, 98);
        Student s3 = new Student(2);
        System.out.println(map.get(s3));

    }

如果知道了Student的实现，想得到学生2的成绩，就可以新建一个对象s3把它的id设置为2，然后map.get(s3)得到的就变成了s2的成绩。因此程序输出s2的成绩98。
因此，HashMap要求hashcode相等且对象的equals返回true 才认为是同一个key，输出value。