【面试】HashMap

1、HashMap的继承关系

2、基本属性

非线程安全
初始容量16，加载因子0.75，扩容为原来的2倍
key可以存null（hash值为0），但智能存一个，value可以存null，可以有多个
1.8前数组+链表，1.8后数组+链表+红黑树，桶内的节点个数>8后执行treeifyBin方法，判断长度是否大于最小红黑树容量64，小于扩容，大于则进行树化
扩容是2的倍数

3、JDK8中的HashMap有哪些改动?

JDK7中的底层实现是数组+链表，JDK8中使用的是数组+链表+红黑树。
JDK7中扩容时有可能出现死锁，JDK8中通过算法优化不会出现死锁了。
JDK8中对算哈希值的哈希算法进行了简化以提高运算效率
链表的插入方式由头插改成了尾插法

4、JDK8中为什么要使用红黑树?

数据量特别大的时候会产生hash碰撞，导致某个链表数据量特别大，链表的查找速度比较慢复杂度是O(n)，影响比较差；因此优化成节点数量>8时转化成红黑树，查找的时间复杂度为O(logn)

5、HashMap的put流程

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。

2）另一种理解

对 Key 求 Hash 值，然后再计算下标。
如果没有碰撞，直接放入桶中，
如果碰撞了，以链表的方式链接到后面，
如果链表长度超过阀值（TREEIFY_THRESHOLD == 8），就把链表转成红黑树。
如果节点已经存在就替换旧值
如果桶满了（容量 * 加载因子），就需要 resize。

6、get流程

7、扩容

8、为什么以2的倍数进行扩容？

降低发生碰撞的概率，使散列更均匀。根据key的hash值计算bucket的下标位置时，为了得到这个索引值必须对扰动后的数跟数组长度进行取余运算，即 hash % n (n为hashmap的长度)，又因为&比%运算快，n如果为2的倍数，就可以将%转换为&，结果就是 hash & (n-1)，所以HashMap长度是2的倍数

9、计算hash的时候为什么 ^(h>>>16) ?

10、HashMap线程安全方面会出现什么问题

1）put的时候导致的多线程数据不一致

比如有两个线程A和B,首先A希望插入一个key-valu对到HashMap中,首先计算记录所要落到的 hash桶的索引坐标,然后获取到该桶里面的链表头结点,此时线程A的时间片用完了,而此时线程B被调度得以执行,和线程A一样执行,只不过线程B成功将记录插到了桶里面,假设线程A插入的记录计算出来的 hash桶索引和线程B要插入的记录计算出来的 hash桶索引是一样的,那么当线程B成功插入之后,线程A再次被调度运行时,它依然持有过期的链表头但是它对此一无所知,以至于它认为它应该这样做,如此一来就覆盖了线程B插入的记录,这样线程B插入的记录就凭空消失了,造成了数据不一致的行为。

2）resize而引起死循环

这种情况发生在HashMap自动扩容时,当2个线程同时检测到元素个数超过数组大小 ×负载因子。此时2个线程会在put()方法中调用了resize(),两个线程同时修改一个链表结构会产生一个循环链表(JDK1.7中,会出现resize前后元素顺序倒置的情况)。接下来再想通过get()获取某一个元素,就会出现死循环。

如果还不明白的话看这两篇文章就可以：