阿里《JAVA实习生入职测试题—2019最新》之答案详解（连载一）

Posted 2022-10-10 naughtycat

力争清晰完整准确（逐步完善，持续更新）

1、String类为什么是final的

首先分析String的源码：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence 
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

• 类被final关键字限定，说明它不可以被继承，没有子类。即持有一个String对象的引用，它必然是String类，而不会是其他的类。
• value[]是用来存储值的，被final关键字修饰，说明这个数组不可被其它数组替换—即数组的地址不可变更，但是数组的每个元素的值可以变更

private 限定符，保证String字符串数组的值不可在类外被修改。由于未对外暴露可修改的接口，所以String的值一旦被创建，即不可被修改。

• 线程安全

因为字符串是不可修改的（只能读不能写），多个线程可以共享同一个字符串实例。

• 字符串常量池可以大大提高时空间效率

      字符串常量池，详见    https://segmentfault.com/a/1190000009888357

2、JDK8的HashMap的源码，实现原理，底层结构

　　HashMap的Hash冲突解决，后面单独会写一篇博客。

　　ConcurrentHashMap的锁分段，大厂很喜欢问（最近华为电话面试问过我），简单说一句，就是hashMap的数据是一个数组，用多个锁来锁，一个锁锁一部分数据。

不像以前一个锁锁住整个数组，多个线程可分段访问这些数据，自然效率就高了。后面单独写一篇博客，系统论述这个问题。

• 首先看Node的源码

    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> 
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;

        Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) 
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        

   HashMap用 transient Node<K,V>[] table 存值，本质上是链表数组（哈希数组+链表+红黑树）,是Hash散列的，即数组不是紧密排列的，详见下图

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图01

为什么有红黑树，看put(新增元素）的源码片段，如下：

  else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

TreeNode定义的源码片段，如下：

    static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> 
        TreeNode<K,V> parent;  // red-black tree links
        TreeNode<K,V> left;
        TreeNode<K,V> right;
        TreeNode<K,V> prev;    // needed to unlink next upon deletion
        boolean red;
        TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) 
            super(hash, key, val, next);
        

 

• 容量及动态扩容

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

默认容量-16。resize时，newCap = oldCap << 1（ 2进制，左移1位，即*2，旧的容量翻倍，容量可能不是2的幂）

• 新增元素

    public V put(K key, V value) 
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    

    1）如果以前这个key有值，put 操作会用新值替换旧值。

    2）Hash冲突怎么解决

 hash(散列），就是key和存储位置有个映射关系f,我们称之为hash函数。hash冲突，就是不同的key，根据hash函数算出来的存储位置相同，后面添加的元素就和原来的hashCode冲突了，所以要重新按照一定规则计算存储位置。普通HashMap(java 8的HashMap结构如“图1”，有红黑树）结构如下图：

java8 中的HashMap为了提高查找效率，当链表冲突过高，大于阈值时，会将链表转化成红黑树

• 装载因子

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

load factor默认0.75 ,这个和概率统计有关，详见 http://en.wikipedia.org/wiki/Poisson_distribution

为了减少冲突，当hashMap的数组长度 >  临界值 就会触发扩容，所有元素rehash（重新计算hashCode和存储位置）再放到扩容后的容器中，因为涉及到计算、数据查找、内存拷贝、移动等操作，非常耗时。

临界值 = current capacity * current load factor。默认临界值 = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR = 16 x 0.75 = 12时，就会触发扩容操作。

 

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