Java 面试之数据结构

常见数据结构

HashMap、Hashtable、 ConcurrentHashMap

HashMap

• 底层实现：HashMap底层整体结构是一个数组，数组中的每个元素又是一个链表。每次添加一个对象（put）时会产生一个链表对象（Object类型），Map中的每个Entry就是数组中的一个元素（Map.Entry就是一个<Key,Value>），它具有由当前元素指向下一个元素的引用，这就构成了链表。
• 存储原理：当向HsahMap中添加元素的时候，首先计算Key对象的Hash值，得到数组下标，如果数组该位置为空则插入，否则遍历这个位置链表。当某个节点Key对象和Node对象均和新元素的equals时，用新元素的Value对象替换该节点的Value对象，否则插入新节点。（注意：JDK 8之后加入了红黑树）

HashMap长度为2的n次幂是为了让length-1的二进制值所有位全为1，这种情况下，hash值与(table.length - 1)进行&运算计算index时，其结果就等同于hashcode后几位的值，此时只要输入的hashcode本身分布均匀，Hash算法的结果就是均匀的。所以，HashMap的默认长度为16是为了降低hash碰撞的几率，同时也是一种合适的大小。

Hashtable

比较点	HashMap	Hashtable
实现原理	见上小节	和HashMap的实现原理几乎一样
Key和Value	允许Key和Value为null	不允许Key和Value为null
扩容策略	2倍扩容oldThr << 1	2倍+1扩容(oldCapacity << 1) + 1
安全性	线程不安全	线程安全

Hashtable线程安全的策略实现代价很大，get/put所有相关操作都是synchronized的，在竞争激烈的并发场景中性能非常差。

ConcurrentHashMap

  ConcurrentHashMap是Java并发包中提供的一个线程安全且高效的HashMap实现，它采用了非常精妙的分段锁策略，ConcurrentHashMap的主干是Segment数组。Segment继承于ReentrantLock，是一种可重入锁。每个Segment都是一个子哈希表，Segment里维护了一个HashEntry数组，并发环境下，对于不同Segme