hashmap：面试必问知识点，你了解多少？

Posted 2021-04-24 广东互动学堂

作为一个职场搬了几年砖的码农，不管是面试别人还是被别人面试，hashmap在面试出现的几率可以说高达90%以上！

面试官们，如此反复的提及hashmap，它在软件开发中的重要性可见一斑。

那么，hashmap到底是个什么鬼？

hashmap在不同的jdk版本其实现方式也是不大一样的。

JDK1.7：基于数组（散列桶）+链表来实现。

transient Entry<K,V>[] table=(Entry<K,V>[])EMPTY_TABLE;static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final K key; V value; Entry<K,V> next; int hash;...}

使用一个Entry数组来存储数据，用key的hashcode取模来决定key会被放到数组里的位置，如果hashcode相同，或者hashcode取模后的结果相同（hash collision），那么这些key会被定位到Entry数组的同一个格子里，这些key会形成一个链表。

在hashcode特别差的情况下，比如所有key的hashcode都相同，这个链表可能会很长，那么put/get操作都可能需要遍历这个链表。

换句话说时间复杂度在最差情况下会退化到O(n)。

JDK1.8：基于数组（散列桶）+链表/红黑树来实现。

transient Node<K,V>[] table;static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; final K key; V value; Node<K,V> next; ... }

使用一个Node数组来存储数据，但这个Node可能是链表结构，也可能是红黑树结构。

如果插入的key的hashcode相同，那么这些key也会被定位到Node数组的同一个格子里。

如果同一个格子里的key不超过8个，使用链表结构存储。

如果超过了8个，那么会调用treeifyBin函数，将链表转换为红黑树。

那么即使hashcode完全相同，由于红黑树的特点，查找某个特定元素，也只需要O(log n)的开销。

也就是说put/get的操作的时间复杂度最差只有O(log n)。

相同点

1. 默认初始容量都是16，默认负载因子都是0.75。数组的长度length都是2的次幂，扩容时都是2倍

2. 通过hash计算索引的方法相同（hash & length-1）

3. key为null的键值对都会放入table[0]中

4. 都是懒加载，初始时表为空，在插入第一个键值对时初始化

不同点

1. 结构不同，JDK1.8增加了红黑树优化结构

2. put方法的区别，JDK1.7中put时，添加到头节点；JDK1.8中添加到尾节点

3. 计算hash的方法不同，JDK1.8更优化

4. JDK1.7新链表的顺序倒置，JDK1.8新链表顺序不倒置

jdk1.8 put操作：

①.判断键值对数组table[i]是否为空或为null，否则执行resize()进行扩容；

②.根据键值key计算hash值得到插入的数组索引i，如果table[i]==null，直接新建节点添加，转向⑥，如果table[i]不为空，转向③；

③.判断table[i]的首个元素是否和key一样，如果相同直接覆盖value，否则转向④，这里的相同指的是hashCode以及equals；

④.判断table[i] 是否为treeNode，即table[i] 是否是红黑树，如果是红黑树，则直接在树中插入键值对，否则转向⑤；

⑤.遍历table[i]，判断链表长度是否大于8，大于8的话把链表转换为红黑树，在红黑树中执行插入操作，否则进行链表的插入操作；遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可；

⑥.插入成功后，判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold，如果超过，进行扩容。

篇幅有限，感兴趣的童鞋可以看看hashmap源码是如何处理这些关键点：根据key获取哈希桶数组索引位置、put方法的详细执行、扩容机制。

下面分享一个面试常问的问题：HashMap是线程安全的么？如果不是，那如果既想用HashMap又想让它线程安全应该怎么做？

可以有如下几种方式来回答：

• 替换成Hashtable，Hashtable通过对整个表上锁实现线程安全，但是效率比较低

• 使用Collections类的synchronizedMap方法包装一下。方法如下：

  public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)

  返回由指定映射支持的同步（线程安全的）映射

• 使用ConcurrentHashMap，它使用分段锁来保证线程安全

  前两种方式获得的线程安全的HashMap在读写数据的时候会对整个容器上锁

  ConcurrentHashMap是不需要对整个容器上锁的，它只需锁住要修改的部分

  
  

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来源丨码农的搬砖生涯