HashMap可能会问的一连串问题

本文详细解析了HashMap的工作原理,包括其底层的数据结构、基本操作流程,并探讨了HashMap在线程安全方面的问题及其解决方案。

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1,第一个问题一般会问 了解HashMap吗,或者说介绍下HashMap的底层原理?

回答:HashMap由数组+链表组成,数组元素Entry存放的是键值对,然后说查询,插入,删除,都要用到hash算法,把hash算法介绍一下,然后分别介绍查询,插入,删除。然后说hashMap1.8又有了改变,这时面试官极有可能会问有什么变化,不问的话你就继续说1.8的hashMap,链表长度到达8时会转变为红黑树。这边也可能会问红黑树。说完之后可以补一句说但是hashMap不是线程安全的。

2,然后就可能会问HashMap为啥不安全?什么情况下不安全?

在hashmap做put操作的时候会调用到以上的方法。现在假如A线程和B线程同时对同一个数组位置调用addEntry,两个线程会同时得到现在的头结点,然后A写入新的头结点之后,B也写入新的头结点,那B的写入操作就会覆盖A的写入操作造成A的写入操作丢失。

可能会造成死循环。

3,然后问如何使hashMap安全?

回答:第一种方法是使用Collections.synchronizedMap(new HashMap());第二种方法:ConcurrentHashMap的方法分段锁。

4,接着会问synchonizedMap是如何实现安全的或者ConcurrentHashMap 是如何实现安全的,(不问就自己说)?

synchronizedMap对方法里的语句块使用synchronized关键字加锁来保证线程安全,ConcurrentHashMap使用分段锁,默认分成16个Segment,每个Segment相当于一个hashtable,线程安全是使用ReentrantLock实现的。1.8使用了不同的方法,使用CAS+synchronized实现。

5,会问synchronized的原理?

在synchronized编译之后,同步块的前后会生成monitorenter和monitorexit字节码指令。执行monitorenter指令时会先取得对象的锁,如果对象没被锁定或者当前线程已经拥有了这个锁,线程可以进入,同时锁的计数器加1,如果取不到就会阻塞等待。执行monitorexit指令时计数器减1,直到为0才会释放这个锁。

6,Lock原理?

使用同步器存储了一个状态变量,使用CAS比较更新一个状态量。。。。。



HashMap可能会出现以下问题: 1. 冲突(Collision):当两个不同的键映射到同一个哈希桶(bucket)时,会发生冲突。这可能导致数据丢失或查找效率下降。 2. 扩容(Resizing):当HashMap中的元素数量超过了负载因子(load factor)所允许的阈值时,HashMap会进行扩容操作。扩容会导致哈希桶重新分布,可能造成性能下降。 3. 顺序不确定性:HashMap内部使用哈希算法来分配元素的位置,因此元素在哈希桶中的顺序是不确定的。这可能导致遍历HashMap时元素的顺序与插入顺序不一致。 为了解决上述问题,可以采取以下方法: 1. 使用合适的负载因子和初始容量:根据应用场景和数据量预估,选择合适的负载因子和初始容量,以减少冲突和扩容次数。 2. 实现良好的哈希函数:重写键对象的hashCode()方法,使其分布更加均匀,减少冲突的发生。 3. 使用链表或红黑树解决冲突:当冲突发生时,可以使用链表或红黑树来存储具有相同哈希值的键值对,以提高查找效率。 4. 使用ConcurrentHashMap:如果多线程环境下使用HashMap,可以考虑使用ConcurrentHashMap,它提供了线程安全的操作,并发性能更好。 5. 使用LinkedHashMap:如果需要保持元素的插入顺序或访顺序,可以考虑使用LinkedHashMap,它在HashMap的基础上维护了一个双向链表,可以按照插入顺序或访顺序进行遍历。 通过上述方法,可以提高HashMap的性能和稳定性,并解决可能出现的问题
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