Bootstrap

HashMap面试中的12个点

一. 你知道哪些 ?

, , ,

二. 的特点是什么?

三. JDK1.8 中 为什么要引入红黑树 ?

链表 查询时间复杂度 O(n) , 插入时间复杂度O(1)

红黑树 查询和插入时间复杂度都是 O(lgn)

可以参考下 美团技术团队 的这篇文章 https://tech.meituan.com/2016/06/24/java-hashmap.html

四. 长度为什么只能是2的倍数

元素对应的 index 是通过下面代码赋值的 ,即

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

这里 4ye 就直接截取了 中 链表 重新计算 index 的部分,红黑树 中也有类似的代码

五. 什么时候进行扩容

当( hash 表的大小),> ( hash表的大小 * 负载因子)的值时,则进行扩容

六. 负载因子的大小

负载因子大小决定着 哈希表的扩容哈希冲突 ,每次 put **新元素 **后都要检查,看看需不需要扩容,扩容默认是原来的两倍。

调高负载因子,会增加 hash 冲突的概率 ,同样会增加耗时,扩容本身也会耗时。

七. 怎么计算 hash 值

计算 key 的 hashCode 值,然后将这个值与它的高十六位进行异或运算

这么做是为了减少hash冲突

//      >>> 无符号位右移,即不管该数的正负,都在高位补0
//      >> 表示右移,如果该数为正,则高位补0,若为负数,则高位补1
//      << 左移直接在低位补0,无正负之分

验证下~

int hashCode = "Java4ye".hashCode();
System.out.println((hashCode ^ (hashCode >>> 16))&15);
// 打印出 0
hashMap.put("Java4ye","1");

八. hash 冲突的解决办法

九. put 和 get 的实现

put 时

先计算该 key 的 hash 值,并算出它 所在的 bucket 的 index ,如果没有碰撞的话,直接放到数组中

如果碰撞了,先判断,这个 key 是不是同一个key,是的话直接覆盖

不是的话 再去判断当前是 链表 还是 红黑树,再依据不同的情况进行插入,如果 key 一样的话,会根据 的值 或者 原来的值是否为 进行替换或者保留原来的值。

如果是找到对应的key的话,会返回该旧值,不会继续往下执行

如果是增加新元素的话,最后会判断 hash 表的大小,如果 该值 大于 hash表的大小 * 负载因子,则进行扩容;最后返回null

大家可以看看 4ye 给出的这个源码,每一步都做了这个重要的注释了~ ,反正我自己看懂了 哈哈哈哈哈😝

put源码:

/**
 * Implements Map.put and related methods
 *
 * @param hash hash for key
 * @param key the key
 * @param value the value to put
 * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
 * @param evict if false, the table is in creation mode.
 * @return previous value, or null if none
 */
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node[] tab; Node p; int n, i;
    // 创建Hashmap时是没有去初始化 bucket 的容量的,在put操作时才去扩容
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) 
        n = (tab = resize()).length;
    // 这里看看对应的 index 有没有数据,没有就直接放到这里
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
  //  有数据的话,就进入下面去判断,先判断是不是同个key,再判断属于哪种数据结构,红黑树或者链表
    else {
        Node e; K k;
        // 判断是不是同个key
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        // 判断是不是红黑树
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            // 链表,这里采用的是尾插法!在链表中查找该key,有的话break,没有的话一直找,直到链表中最后一个元素,并加入链表尾部
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 如果超过这个阈值8,转化成红黑树 
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                // 判断是不是同个key,是的话跳过
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        // e 有值表示 当前 key 有对应的值 如果 onlyIfAbsent 的值为 false 或者当前的 value 为 null 时 则进行覆盖 , 然后 return 该 旧的值。
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    // 如果 put 的是一个新元素,则会来到这一步,进行 +1 ,判断是否需要扩容
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

get 的时候也要先计算 key 的 hash 值,然后算出它的 index,接着判断有没有 hash冲突,没有冲突的话,直接返回,有的话需要判断当前的数据结构是链表还是红黑树,然后分别从相应的结构中取出值

这图片来自 美团技术团队 ~

十. 怎么判断一个元素是否相同的呢

先判断他们的 hash 值是否相同,相同的话再判断该 key 的 equals 方法 || == 方法是否相同,相同的话则是同一个元素

十一. 什么情况下会用到红黑树?

可以参考上面的 put 源码 ,主要代码如图:

可以看到当数组的大小大于64且链表的长度大于8时,会将链表转换成红黑树。

当红黑树的大小小于等于6时,会转换成链表,参考 源码

十二. 头插法和尾插法

由于 jdk1.7 中 使用的是头插法, 那么新元素总会被放在链表的头部

比如 大小为 4, key 2,6 ,10 所在的index 都是2

那么当它 扩容的时候,顺序就会变成

index:2,key:10 ,2

index:6,key:6

在多线程环境下,有可能会导致死循环~

比如 线程a 还停留在2.next 6,6.next 10 ,线程b已经完成resize了,变成了10.next2 这时就会进入死循环了。

这也是 HashMap 线程不安全的原因之一。

同样的例子:尾插法不会导致死循环

如:线程a 还停留在2.next 6,6.next 10 ,线程b已经完成resize了,变成了2.next10 了。

使用尾插法并不意味着 HashMap 就是线程安全了,因为你无法保证 put 进去的值,get 出来的还是 put 进去的值

,因为有可能已经被别的线程修改了。

今天就先写这么多啦,觉得还可以的小伙伴别忘了 先收藏呀,面试前看看~

最后

欢迎小伙伴们来一起探讨问题~

如果你觉得本篇文章还不错的话,那拜托再点点赞支持一下呀😝

让我们开始这一场意外的相遇吧!~

欢迎留言!谢谢支持!ヾ(≧▽≦*)o 冲冲冲!!

我是4ye 咱们下期应该……很快再见!! 😆

如果文章对您有所帮助,欢迎关注公众号 J a v a 4 y e 😆