HashMap常见面试题总结

HashMap常见面试题总结

本文收集并整理了有关HashMap常见的面试题，大多参考他人博客并改进了部分内容，有关笔者的HashMap的源码分析请移步HashMap源码分析

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什么是HashMap？你为什么会用到它？

HashMap是基于哈希表的 Map 接口的实现，每一个元素是一个key-value对，其内部通过单链表解决冲突问题；容量不足（超过了阀值）时会自动增长；HashMap的key、value均可为null，不允许有重复的键；HashMap是非线程安全的；jdk1.8中对HashMap进行了优化，当同一索引位置下的节点数达到阈值8后会由链表转化成红黑树；

之所以会用到它，是因为我曾在做项目时出于性能的考虑，常常使用它作为缓存。

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你知道HashMap的工作原理吗？你知道HashMap的get()方法的工作原理吗？

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hash()方法来计算hashcode，然后找到bucket位置来储存Entry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，当链表的节点数超过了阈值，将会转换为红黑树以提高效率。

这里关键点在于指出，HashMap是在bucket中储存键对象和值对象，作为Map.Entry。这一点有助于理解获取对象的逻辑。

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当两个对象的hashcode相同会发生什么？

因为hashcode相同，所以它们的bucket位置相同，碰撞会发生。因为HashMap使用链表存储对象，这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。

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如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

找到bucket位置之后，会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点，最终找到要找的值对象。

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如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)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。

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你了解重新调整HashMap大小存在什么问题吗？

当重新调整HashMap大小的时候存在条件竞争，在调用get()方法时会出现死循环。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，存储在链表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并不会将元素放在链表的尾部，而是放在头部。如果条件竞争发生了，那么就死循环了。但是在jdk1.8中，调整大小后节点的相对顺序是不会发生改变的，因此也就不会出现死循环的问题，但是这仍然改变不了HashMap仍是非并发安全，在并发下，还是要使用ConcurrentHashMap来代替。

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为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键？

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。不可变性还有其他的优点如线程安全。如果你可以仅仅通过将某个field声明成final就能保证hashCode是不变的，那么请这么做吧。因为获取对象的时候要用到equals()和hashCode()方法，那么键对象正确的重写这两个方法是非常重要的。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。

“我们可以使用自定义的对象作为键吗？ ”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。

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什么是hash？什么是碰撞?

Hash是一种信息摘要算法，它还叫做哈希，或者散列。我们平时使用的MD5,SHA1都属于Hash算法，通过输入key进行Hash计算，就可以获取key的HashCode。好的Hash算法可以计算出几乎出独一无二的HashCode，如果出现了重复的hashCode，就称作碰撞。

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什么是equals？什么是hashCode()？

equals()与hashCode()都定义在JDK的Object.java中。equals()的作用是通过判断两个对象的地址是否相等来区分它们是否相等，在没有被覆盖的情况下，与“==”方法是等价的；而hashCode()方法返回该对象的hashcode值。

如果两个对象根据equals(Object)方法判断是相等的，那么二者的hashcode必然相同。而如果两个对象的hashcode相同，他们并不一定相等。

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为什么HashMap是线程不安全的，实际会如何体现？

第一，如果多个线程同时使用put方法添加元素:

假设正好存在两个put的key发生了碰撞(hash值一样)，那么根据HashMap的实现，这两个key会添加到数组的同一个位置，这样最终就会发生其中一个线程的put的数据被覆盖。

第二，如果多个线程同时检测到元素个数超过数组大小*loadFactor

这样会发生多个线程同时对hash数组进行扩容，都在重新计算元素位置以及复制数据，但是最终只有一个线程扩容后的数组会赋给table，也就是说其他线程的都会丢失，并且各自线程put的数据也丢失。且会引起死循环的错误。

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我们能否让HashMap同步？

HashMap可以通过下面的语句进行同步：
Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);
synchronizedMap()方法返回一个SynchronizedMap类的对象，而在SynchronizedMap类中使用了synchronized来保证对Map的操作是线程安全的，故效率其实也不高。

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参考

面试总结hashmap