Android面试题----HashMap深度剖析

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HashMap，一个大小厂都会问的知识点。下面结合网上搜罗的一些信息，整理出一份比较全面的Hashmap相关面试资料：

1. HashMap与HashTable的区别？

主要区别有三点：线程安全性，同步，以及速度。

HashTable是线程安全的，而HashMap不是；

HashMap中允许存在null键和null值，而HashTable中不允许

单线程环境下HashMap的速度快。多线程环境下，java 5提供了ConcurrentHashmap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。

2.HashMap的工作原理是什么？or HashMap的get()方法工作原理？

HashMap基于hashing原理，我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用LinkedList来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在LinkedList的下一个节点中。
HashMap在每个LinkedList节点中储存键值对对象。  

3.两个对象的hashcode相同时会发生什么？

因为hashcode相同，所以它们的bucket位置相同，‘碰撞’会发生。它们会储存在同一个bucket位置的LinkedList中。键对象的equals()方法用来找到键值对。
4.两个键的hashcode相同时，如何获取值对象？

当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置，然后获取值对象。如果有两个值对象储存在同一个bucket，会调用keys.equals()方法遍历LinkedList，直到找到正确的节点，最终找到要找的值对象。

5.如果HashMap的大小超过了负载因子定义的容量怎么办？

默认的负载因子大小为0.75，也就是说，当一个map填满了75%的bucket时候，和其它集合类(如ArrayList等)一样，将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing，因为它调用hash方法找到新的bucket位置。  

6.多线程环境下，重新调整HashMap大小存在什么问题？

多线程环境下，当重新调整HashMap大小的时候，存在条件竞争，因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在LinkedList中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在LinkedList的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了，那么就死循环了。
所在，不能在多线程环境下使用Hashmap。  

7.为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键？ 

如果两个不相等的对象返回不同的hashcode的话，那么碰撞的几率就会小些，这样就能提高HashMap的性能，也就适合做Hashmap的键。因为获取对象的时候要用到equals()和hashCode()方法，键对象正确的重写这两个方法是非常重要的。
因此，String，Interger这样的wrapper类作为HashMap的键是再适合不过了，而且String最为常用。因为String是不可变的，也是final的，而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。其他的wrapper类也有这个特点。不可变性是必要的，因为为了要计算hashCode()，就要防止键值改变，如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话，那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。

8.可以用自定义对象作为键吗？

这是前一个问题的延伸。当然你可能使用任何对象作为键，只要它遵守了equals()和hashCode()方法的定义规则，并且当对象插入到Map中之后将不会再改变了。如果这个自定义对象时不可变的，那么它已经满足了作为键的条件，因为当它创建之后就已经不能改变了。  

9.可以使用CocurrentHashMap来代替HashTable吗？

可以。我们知道HashTable是synchronized的，但是ConcurrentHashMap同步性能更好，因为它仅仅根据同步级别对map的一部分进行上锁。ConcurrentHashMap当然可以代替HashTable，但是HashTable提供更强的线程安全性，效率要低。

10.能否让HashMap同步？

Hashmap可以通过下面的语句进行同步：

Map map = Collections.synchronizedMap(hashmap);

Collections 内部有一个实现了 Map 接口的 SynchronizedMap 内部类，这是一个实现线程同步的 map 类，具体线程同步就是在所有的方法实现中都使用 synhronized 块达到线程同步，不过具体的方法实现统统使用 synchronizedMap 方法传递进去 map 来完成。里面的实现是典型的装饰模式。

11.ConcurrentHashMap的并发机制？

ConcurrentHashMap 引入了分段锁的机制，该机制对并发控制做了优化 。

ConcurrentHashMap是支持并发读写的HashMap，它的特点是读取数据时无需加锁，写数据时可以保证加锁粒度尽可能的小。由于其内部采用“分段存储”，只需对要进行写操作的数据所在的“段”进行加锁。
ConcurrentHashMap 类中包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment。HashEntry 用来封装映射表的键 / 值对；Segment 用来充当锁的角色，每个 Segment 对象守护整个散列映射表的若干个桶。每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表。一个 ConcurrentHashMap 实例中包含由若干个 Segment 对象组成的数组。
通过减小请求同一个锁的频率和尽量减少持有锁的时间 ，使得 ConcurrentHashMap 的并发性相对于 HashTable 和用同步包装器包装的 HashMap有了质的提高。