HahMap的灵魂拷问

最新推荐文章于 2021-12-31 11:20:22 发布

锋少的博客

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分类专栏： JDK源码阅读

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带着问题读源码：
1.HashMap是线程安全的吗？如果不是，怎么变成线程安全？
不是线程安全的，可以使用concurrentHashmap 或者使用Collections类的synchronizedMap方法包装一下

2.怎么解决hash冲突的？
用链表

3. jdk1.7 与1.8版本的实现有什么差异？做了哪些优化？
jdk1.8版本引入了红黑树，当链表的长度大于8的时候会转化为红黑树，解决长链表效率低的问题

4. put 与get的过程是怎样的？
jdk1.7的过程
put的过程：
if(key == null){
//调用方法，将该键值对保存在table的第一位置
return putForNullKey(value);
}
如果不为空，则计算该key的hash值，计算应该放在数组的哪个位置，如果该位置原本没有值，直接存放；如果有值，查找链表，equals看看有没有相同的值，如果有的话覆盖，没有的话插入。jdk1.7中是插入在表头（因为写jdk的大佬可能认为刚插入的被查找的概率比较高一点）
get的过程：计算key的hash值，定位到数组的位置， equals判断链表中的key是否与目标key相同，相同就返回对应的value

5.什么时候需要扩容？怎么实现扩容的？
当hashmap中的元素越来越多，发生碰撞的概率就会越来越大，造成链越来越长，势必会影响到hashmap的存取效率，所以当个数到达临界值的时候就会扩容，也就是容量*负载因子
扩容是怎么实现的呢？扩容实际上是一个非常耗时的过程，因为它需要重新计算这些元素在新table数组中的位置并进行复制处理，每个元素的位置都有可能变化，因为数组大小改变了，对每个元素重新哈希计算存储的位置。按当前桶数组长度的2倍进行扩容
在开发中如果我们能够估计元素的个数，尽量初始化指定，这样可以避免扩容，提升效率

6.列举几种遍历的方法？

7.HashMap的底层数组长度为什么总是2的幂次方？
不同的hash值发生碰撞的概率比较小，这样就会使得数据在table数组中分布较均匀，空间利用率较高，查询速度也较快；
h&(length - 1) 就相当于对length取模，而且在速度、效率上比直接取模要快得多，即二者是等价不等效的，这是HashMap在速度和效率上的一个优化。为什么相当于取模呢，其实相当于按位与运算。

如默认的hashmap的length = 16, 那么 Length-1 化为二进制就是 0000 1111,其他数字与之按位与，那么范围就会在二进制 0000 0000 到

0000 1111中。也就是0 到15，这就相当与h%16的效果了，但是对于二进制的计算，明显效率会更好

注：hashmap中没有直接使用获取到的hashcode，而是做了一些处理，比如右移，按位与等等，这些操作都是为了让扰动结果，让得到的结果的散列性更好。

8.负载因子为什么是0.75，基于怎样的考虑？
负载因子表示的是在扩容之前，元素占满容量的程度是多少。例如默认的初始容量是16，那么达到16*0.75 = 12 时就进行扩容。
负载因子越大，表示对空间的使用越充分，但是冲突的概率也大，由于是拉链法来解决冲突，会导致链表长度增长，搜索效率降低
负载因子越小，那么空间的使用不充分，分布很稀疏，造成空间的浪费。
所以0.75是一种折中的方案

9.什么时候会线程不安全？
多线程同时put时，如果同时触发了rehash操作，会导致HashMap中的链表中出现循环节点，进而使得后面get的时候，会死循环

10.为什么重写equals 时候要重写 hashcode 方法？
首先在java中的有这样的规则：两个对像如果hashcode相同那么一定equals,反之不然。所以如果写了重写了equals，不重写hashcode,那么就会存在两个对象在重写的equals方法下相等，但是hashcode不同（因为hashcode 是object类下计算的，每个new出来的对象都是不同的，作用是利用哈希快速寻找判断）
那以上会有什么影响呢？会造成使用到这两个方法的集合，出现错乱，达不到效果，例如hashset无法去重之类的，我的另外博文中讲。

11.有人问既然HashMap是无序的，那为什么我打印出来的和我插入的顺序是一样的呢？

首先从底层的原理来讲，hashmap在put的时候是用散列的方法（也就是计算hash值来确定位置的），那肯定是无序的。

public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap();
        for (int i = 150; i > 0; i--) {
            map.put(i , "name" + i);
        }
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
        }

    }
//如果key的类型是Integer ,Long等这样的数值类型，由于 这样类型的值计算出来的hashcode就是它本身。
// 如 Integer a =123; 那么 a.hashcode就是为123,那么此时就是有序的。这完全是一种特殊情况。

//如果Key是String类型，那就不会有序了

12.关于hashMap中的hash算法

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }