八股文-HashMap

是什么？谁发明的？用来做什么？特点是什么？

哈希表，JDK自带的存储容器，存储key-value数据，特点是访问快

为啥访问快？底层结构？原理？

底层采用数组+链表/红黑树，利用hash+取余操作快速定位数组下标，数组和红黑树主要解决哈希冲突

什么是哈希冲突？

不同的对象的hash函数+取余操作可能得到相同的值，这个时候数组只有一个位置，放不下多个元素，所以就出现了冲突，这个就叫哈希冲突。如果需要解决冲突，就是在当前位置拉出一个链表。

那么为啥要出现红黑树？

随着冲突的增加，链表长度会变长，搜索的时候是利用hash函数+取余计算下标，然后遍历链表匹配到值，如果链表太长，遍历链表性能会下降，所以采用红黑树进行优化，红黑树是一个树形数据结构，搜索时间复杂度更低。

为啥要扩容？

ArrayList扩容很容易理解，因为底层是数组，数组长度是固定的。HashMap底层是数组+链表/红黑树，链表和红黑树长度不固定，为啥要扩容呢？
性能考虑：其实这个很好理解，不扩容的话，链表长度或者红黑树层级越来越高，查询、插入、删除、修改效率会越来越慢
减少哈希冲突概率：数组长度越长，哈希冲突概率也就越小。

在JDK 1.7 和 JDK 1.8中的主要变化

程序员是人，不是神，所以JDK一开始也不完美
JDK 1.8，扩容 从头插法改成尾插法，避免了死循环（什么是死循环？）
引入了红黑树
优化的哈希计算：Java 1.8 使用了更简单的哈希计算方法

扩容头插法死循环原因？

多个线程同时调用put方法，并发触发扩容导致扩容后的链表出现环形指针。主要还是因为 HashMap 不支持并发，可以用ConcurrentHashMap代替、或者加锁、或者HashTable(性能不行)
此时调用 HashMap 的get方法获取数据时，如果只是获取循环链上存在的数据，是不会有问题的，因为可以找到。就怕获取循环链上没有的数据，会进入无限循环中导致CPU使用率飙升。

扩容

扩容：在添加元素时，如果添加后的大小超过了阈值（容量 * 负载因子）
容量 ：默认16
负载因子：默认0.75
容量可以通过构造函数指定，具体可以根据实际使用场景设置（尽量避免频繁扩容）。
负载因子0.75是JDK官方根据一些统计学方法，计算得到的合适的值，这样很少会出现哈希冲突
扩容后的大小是原来的 2 倍。

参考

https://cloud.tencent.com/developer/article/1830825