4.7 并发下常见的Map面试题汇总

1、HashMap和HashTable的区别

1、HashMap线程不安全，HashTable线程安全

2、因为线程安全，HashTable效率比HashMap低

3、HashTable的key和value都不能为空，HashMap只能有一个key为null，多个value值为null

4、HashMap默认初始数组大小是16，HashTable默认是11，HashMap扩容2倍，HashTable扩大两倍+1

5、HashMap需要重新计算hash值，而HashTable直接使用兑现过的hashCode

2、ConcurrentHashMap和HashTable在线程同步上有什么区别？

HashTable直接使用的synchronized关键字

ConcurrentHashMap在jdk7中采用了Segment分段锁，在jdk8中采用了CAS+synchronized，也采用了分段锁的方式大大缩小了锁的粒度，所有ConcurrentHashMap效率比HashTable高

3、hashMap和ConcurrentHashMap的区别

1、ConcurrentHashMap是线程安全的

2、HashMap的key和value都可以为null，ConcurrentHashMap的key和value都不能为null

3、红黑树相关的节点类，数据结构不同

4、为什么 ConcurrentHashMap  比 HashTable 效率要高？

1、HashTable 使用一把锁（锁住整个链表结构）处理并发问题，多个线程竞争一把锁，容易阻塞；

2、ConcurrentHashMap 在JDK 1.7 中使用分段锁（ReentrantLock + Segment + HashEntry），相当于把一个 HashMap 分成多个段，每段分配一把锁，这样支持多线程访问。锁粒度：基于 Segment，包含多个 HashEntry。

JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 红黑树。锁粒度：Node（首结点）（实现 Map.Entry<K,V>）。锁粒度降低了。

5、针对 ConcurrentHashMap 锁机制具体分析（JDK 1.7 VS JDK 1.8）？

在1.7中，采用分段锁机制，底层采用数组+链表结构

 

JDK 1.8 中，采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全。取消类 Segment，直接用 table 数组存储键值对；当链表长度》=8，链表转换为红黑树，提升性能。底层变更为数组 + 链表 + 红黑树。当红黑树<=6，降级为链表

 

6、ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中，为什么要使用内置锁 synchronized 来代替重入锁 ReentrantLock？

1、因为jdk8对synchronized进行了大量优化，效率提升了

2、在大量的数据操作下，对于 JVM 的内存压力，基于 API  的 ReentrantLock 会开销更多的内存。

7、ConcurrentHashMap 简单介绍？

重要的常量：

private transient volatile int sizeCtl;

负数	正在初始化或者扩容操作
-1	正在初始化
-N	代表有N-1个线程正在进行扩容操作
0默认值	代表还没有被初始化
正数	表示初始化大小或者Map中的元素叨叨这个数量是，需要进行扩容了

数据结构：

Node 是存储结构的基本单元，继承 HashMap 中的 Entry，用于存储数据；

TreeNode 继承 Node，但是数据结构换成了二叉树结构，是红黑树的存储结构，用于红黑树中存储数据；

TreeBin 是封装 TreeNode 的容器，提供转换红黑树的一些条件和锁的控制。

存储对象时（put() 方法）：

1.如果没有初始化，就调用 initTable() 方法来进行初始化；

2.如果没有 hash 冲突就直接 CAS 无锁插入；

3.如果需要扩容，就先进行扩容；

4.如果存在 hash 冲突，就加锁来保证线程安全，两种情况：一种是链表形式就直接遍历到尾端插入，一种是红黑树就按照红黑树结构插入；

5.如果该链表的数量大于阀值 8，就要先转换成红黑树的结构，break 再一次进入循环

6.如果添加成功就调用 addCount() 方法统计 size，并且检查是否需要扩容。

扩容方法 transfer()：

默认容量为 16，扩容时，容量变为原来的两倍。

获取对象时（get()方法）：

1.计算 hash 值，定位到该 table 索引位置，如果是首结点符合就返回；

2.如果遇到扩容时，会调用标记正在扩容结点 ForwardingNode.find()方法，查找该结点，匹配就返回；

3.以上都不符合的话，就往下遍历结点，匹配就返回，否则最后就返回 null。

8、ConcurrentHashMap 的并发度是什么？

1.7中程序运行时能够同时更新 ConccurentHashMap 且不产生锁竞争的最大线程数。即Segment数组的长度，默认为 16，且可以在构造函数中设置。当用户设置并发度时，ConcurrentHashMap 会使用大于等于该值的最小2幂指数作为实际并发度（假如用户设置并发度为17，实际并发度则为32）。

1.8中并发度则无太大的实际意义了，主要用处就是当设置的初始容量小于并发度，将初始容量提升至并发度大小。