HashMap面试问题整理

Posted 2023-05-06

参考技术A

拉链法
创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中即可。

链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。

头插

尾插

在 transfer() 方法中，因为新的 Table 顺序和旧的不同，所以在多线程同时扩容情况下，会导致第二个扩容的线程next混乱，本来是 A -> B ，但t1线程已经 B -> A 了，所以就 成环 了。

1.8扔掉了 transfer() 方法，用 resize() 扩容：

使用 do while 循环一次将一个链表上的所有元素加到链表上，然后再放到新的 Table 上对应的索引位置。

JDK1.7的时候使用的是数组+ 单链表的数据结构。但是在JDK1.8及之后时，使用的是数组+链表+红黑树的数据结构（当链表的深度达到8的时候，也就是默认阈值，就会自动扩容把链表转成红黑树的数据结构来把时间复杂度从O（n）变成O（logN）提高了效率）

1.8的索引 只用了一次移位，一次位运算就确定了索引，计算过程优化。

二者的 hash 扰动函数也不同，1.7有4次移位和5次位运算，1.8只有一次移位和一次位运算

初始容量和加载因子会影响 HashMap 的性能：

常说的capacity指的是 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY （初始容量），值是 1<<4 ，即16；

capacity() 是个方法，返回数组的长度。

在hashMap构造函数中，赋值为 DEFAULT_LOAD_FACTOR（0.75f）

加载因子可设为>1，即永不会扩容，(牺牲性能节省内存)

Map中现在有的键值对数量，每 put 一个entry， ++size

数组扩容阈值。

即：HashMap数组总容量 * 加载因子（16 * 0.75 = 12）。当前 size 大于或等于该值时会执行扩容 resize() 。扩容的容量为当前 HashMap 总容量的两倍。比如，当前 HashMap 的总容量为 16 ，那么扩容之后为 32

获取哈希码， object 的 hashCode() 方法是个本地方法，是由C实现的。

理论上hashCode是一个int值，这个int值范围在-2147483648和2147483648之间，如果直接拿这个hashCode作为HashMap中数组的下标来访问的话，正常情况下是不会出现hash碰撞的。
但是这样的话会导致这个HashMap的数组长度比较长，长度大概为40亿，内存肯定是放不下的，所以这个时候需要把这个hashCode对数组长度取余，用得到的余数来访问数组下标。

高低位异或，避免高位不同，低位相同的两个 hashCode 值 产生碰撞。

为什么 重写 equals 时必须重写 hashCode 方法？

equals()既然已能对比的功能了，为什么还要hashCode()呢？ 因为重写的equals()里一般比较的比较全面比较复杂，这样效率就比较低，而利用hashCode()进行对比，则只要生成一个hash值进行比较就可以了，效率很高。

hashCode()既然效率这么高为什么还要equals()呢？ 因为hashCode()并不是完全可靠，有时候不同的对象他们生成的hashcode也会一样（生成hash值得公式可能存在的问题），所以hashCode()只能说是大部分时候可靠，并不是绝对可靠，

A：两个时候

Node[] table，即哈希桶数组，哈希桶数组table的长度length大小必须为2的n次方

0.75 * 2^n 得到的都是整数。

把bucket扩充为2倍，之后重新计算index，把节点再放到新的bucket中

hashCode是很长的一串数字，<font color = orange>(换成二进制，此元素的位置就是后四位组成的 ( 数组的长度为16，即4位 ))</font>

eg.

<font color = gray>1111 1111 1111 1111 0000 1111 0001</font> 1111 (原索引是后面四个，索引是15)

扩容后：
<font color = gray>1111 1111 1111 1111 0000 1111 000</font> 1 1111 (新的索引多了一位)（多出来这个，或1或0 随机，完全看hash）

因此，我们在扩充HashMap的时候，不需要重新计算hash，只需要看看原来的hash值新增的那个bit是1还是0就好了，是0的话索引没变，是1的话索引变成“原索引+oldCap”。

这个设计确实非常的巧妙，既省去了重新计算hash值的时间，而且同时，由于 新增的1bit是0还是1可以认为是随机的 （hashCode里被作为索引的数往前走了一个，走的这个可能是0，也可能是1），因此resize的过程，均匀的把之前的冲突的节点分散到新的bucket了。

用Iterator有两种方式，分别把迭代器放到entry和keyset上，第一种更推荐，因为不需要再 get(key)

可减少哈希碰撞

可以，null的索引被设置为0，也就是Table[0]位置
在JDK7中，调用了 putForNullKey() 方法，处理空值

JDK8中，则修改了hash函数，在hash函数中直接把 key==null 的元素hash值设为0，

再通过计算索引的步骤

得到索引为0；

对key的hashCode()做hash运算，计算index; 如果在bucket里的第一个节点里直接命中，则直接返回； 如果有冲突，则通过key.equals(k)去查找对应的Entry;

调用 putValue :

是以31为权，每一位为字符的ASCII值进行运算，用int的自然溢出来等效取模。

假设String是ABC，

可以使用ConcurrentHashmap，Hashtable等线程安全等集合类。

Divenier总结：

要看作为key的元素的类如何实现的，如果修改的部分导致其 hashcode 变化，则修改后不能 get() 到；

如修改部分对 hashcode 无影响，则可以修改。

开放定址法、链地址法(拉链法)、再Hash法

部分参考资料：

https://tech.meituan.com/2016/06/24/java-hashmap.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/76735726

https://zhuanlan.zhihu.com/p/111501405

java红黑树hashmap，原理+实战讲解

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总结

面试建议是，一定要自信，敢于表达，面试的时候我们对知识的掌握有时候很难面面俱到，把自己的思路说出来，而不是直接告诉面试官自己不懂，这也是可以加分的。

以上就是蚂蚁技术四面和HR面试题目，以下最新总结的最全，范围包含最全MySQL、Spring、Redis、JVM等最全面试题和答案，仅用于参考

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