HashMap相关

HashMap在1.7和1.8的差别

1.7数组加链表，存储节点Entry，使用头插法
1.8是数组加链表加红黑树，存储节点为Node，使用尾插法，链表大小超过8个时会自动转换为红黑树

put方式和hash计算方式

put的时候会根据Key的hash值去计算一个index的值，但是hash存在概率性，哈希冲突，不同的key会存在相同的hash值，那么hash值相同的数据就回城Entry节点延申形成链表，每个节点都会保存自身的hash，key，value。

为什么从头部插入改为尾部插入了呢

与HashMap的扩容机制有关，当当前的长度超过扩容的阈值（初始长度x0.75），接下来存入的数据就会进行resize（是在put的时候进行判断），创建一个新的数组，长度为原来的两倍，调用了一个transfer方法，然后对entry里的数据进行rehash，遍历数组，把里面的所有节点重新计算hash再放入数组中（因为长度发生变化之后index计算规则也发生了改变）

HashMap的默认初始化长度是多少？为什么是16

16是2的幂进行位运算很方便，可以实现hashcode的均匀分布。

为什么重写equals和hashCode方法

存(计算hash值,hash值不同放置数组,无需equals,hash值相同,比较内容,不同则放入,相同则不放入.)
取(先比较hash值,不同直接取values 相同equals确定具体key,取values)
因为放入hashmap的时候会根据hash值来分配键值对的位置,但是hash有概率性,不同的键会存在相同的hash值,这个时候需要比较它们的内容是否相同,在object中 equals方法内部是用的==比较,==比较基本数据类型是比较值,比较引用数据类型是比较地址值,这里我们需要比较内容,所以需要重写equals方法

HashMap源码参数

    默认的初始化容量
    最大的容量
    负载因子
    扩容阈值
    转红黑树的阈值
    最小红黑树容量

HashMap不安全,那么我们平时怎么处理hashmap的线程安全问题呢?

HashTable,Collections.synchronizedMap()或者ConcurrentHashMap 但是前两者的并发度很低,基本都是用ConcurrentHashMap.

HashTable如何实现线程安全?

hashtable和hashmap相比是线程安全的,适合多线程的情况下使用,但是并发度很低,效率低hashtable对数据进行操作的适合都会上锁,直接在方法上上锁.

ConcurrentHashMap如何实现线程安全?

value使用volatile修饰,保证了该value值的内存可见性,禁止指令重排序

HashMap 和HashTable区别

方法修饰:Hashtable 中的方法是Synchronized的，而HashMap中的方法在缺省情况下是非Synchronize的。
父类:二者继承的类 不同 HashTable的父类是Dictionary HashMap的父类AstractMap
包含方法:二者是否有contains方法 HashTable有 HashMap无
初始容量和扩容大小不同: table=11 map=16,扩容 table 为原来的容量*2+1 map为原来的容量*2
二者的负载因子都是0.75
key value值:table key和value都不可以为null,put 空值的时候会直接抛空指针异常map可以,但是运行时会抛出NullPointerException异常
Hashtable使用的是安全失败机制（fail-safe），这种机制会使你此次读到的数据不一定是最新的数据。如果你使用null值，就会使得其无法判断对应的key是不存在还是为空，因为你无法再调用一次contain(key）来对key是否存在进行判断，ConcurrentHashMap同理。

快速失败机制

快速失败（fail—fast）是java集合中的一种机制， 在用迭代器或者增强for循环遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的内容进行了增加或者删除，则会抛出Concurrent Modification Exception迭代器/增强for循环在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个modCount 变量。集合在被遍历期间如果元素数量发生变化，就会改变modCount的值。
每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。

HashSet底层实现原理

HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 的key来保存所有元素(value是一个object对象)，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成，HashSet 不允许重复的值。

HashMap的底层原理

在JDK1.7及之前，是用数组加链表的方式存储的。在JDK1.8之后，是使用数组加链表加红黑树实现的
    红黑树
        每个节点只有两种颜色，红色或者黑色
        根节点必须是黑色
        每个叶子节点（NIL）都是黑色的空节点
        从根节点到子节点，不能出现两个连续的红色节点
        从任意节点出发，到下边的子节点的路径包含的黑色节点数目都相同

    常用的变量（JDK1.8）
        默认的初始化容量为16，必须是2的n次幂
            DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

        最大的容量为2的30次幂
             MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30

        默认的加载因子为0.75，乘以数组容量得到的值用来表示当元素个数达到多少时需要扩容
             DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

为什么要设置0.75这个值呢？

  若小于0.75如0.5则数组长度达到一半大小就会需要扩容，空间使用率会大大的降低
  若大于0.75，如0.8则会正大hash冲突的概率影响查询效率
  简而言之就是时间和红箭的权衡
  当链表长度过长时有一个阈值，超过8这个阈值就会讲链表转换为红黑树
  TREEIFY_THRESHOLD = 8;

  当链表长度过短（达到6这个阈值）的时候，红黑树就会退化为链表
  UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

  链表除了有阈值的限制还有另外一个限制，当数组容量至少达到64才会树化，为了避免数组扩容和树化之间的冲突
  MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

  每次结构改变时都会自增，fail-fast机制，这是一种错误检测机制，当迭代集合时，如果结构发生改变，则会发生fail-fast，抛出异常
  MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

HashMap的构造函数

默认无参构造，指定一个默认的加载因子
可指定容量的有参构造（使用默认的加载因子）（如果指定的容量不为2的最小次幂值，则会自动转换，如传过来的容量为14，则返回16）
可指定容量加载因子，但是不建议自己手动指定非0.75的加载因子
可传入一个已有的map

HashMap的数据结构？

哈希表（数组加链表），当链表长度超过8时转换为红黑树

HashMap线程不安全，那么线程不安全会导致什么问题？

数据竞争（Data Race）
        问题描述：当多个线程同时访问和修改共享数据时，可能会出现数据竞争。如果线程的执行顺序不同，最终结果可能会不同。
        示例：多个线程同时对一个共享变量进行递增操作，最终的结果可能小于预期。
        影响：数据不一致、程序行为不可预测。

数据损坏（Data Corruption）
        问题描述：由于线程不安全，可能导致共享数据被错误地修改，从而损坏数据。
        示例：多个线程同时写入同一个文件，可能导致文件内容混乱。
        影响：数据丢失、数据错误、程序崩溃。

死锁（Deadlock）
        问题描述：当多个线程互相等待对方持有的资源时，会导致死锁。线程无法继续执行，程序陷入僵持状态。
        示例：线程A持有资源1并请求资源2，线程B持有资源2并请求资源1，两个线程都无法继续执行。

资源泄漏（Resource Leak）
        问题描述：由于线程不安全，可能导致资源（如文件句柄、数据库连接、内存等）未被正确释放。
        示例：多个线程同时打开文件句柄，但只有一个线程负责关闭，可能导致文件句柄未被关闭。
        影响：资源耗尽、系统性能下降、程序崩溃。

性能问题
        问题描述：线程不安全可能导致线程之间的频繁冲突和同步开销，降低程序性能。
        示例：多个线程频繁地对共享数据进行加锁和解锁操作，导致性能下降。
        影响：程序运行缓慢、响应时间增加。

不可重复性（Non-deterministic Behavior）
        问题描述：线程不安全可能导致程序的行为依赖于线程的调度顺序，每次运行结果可能不同。
        示例：多个线程同时修改一个共享变量，程序的输出结果每次运行可能不同。
        影响：难以调试和测试，程序的可维护性差。

异常行为（Unexpected Behavior）
        问题描述：线程不安全可能导致程序出现意料之外的行为，如程序崩溃、数据错误等。
        示例：多个线程同时访问一个未初始化的共享变量，可能导致程序崩溃。
        影响：程序运行不稳定，用户体验差。

HashMap的工作原理?

    HashMap基于hashing原理，通过put()和get()方法储存和获取对象。当将键值对传递给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使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。