关于一些基础的Java问题的解答（三）
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11. HashMap和ConcurrentHashMap的区别
从JDK1.2起，就有了HashMap，正如上一个问题所提到的，HashMap与HashTable不同，不是线程安全的，因此多线程操作时需要格外小心。
在JDK1.5中，伟大的Doug Lea给我们带来了concurrent包，从此我们有线程安全的ConcurrentHashMap用了。
在JDK1.5中，伟大的Doug Lea给我们带来了concurrent包，从此我们有线程安全的ConcurrentHashMap用了。
那么ConcurrentHashMap是怎么实现线程安全的呢？肯定不可能是每个方法都加上synchronized关键字，否则就和HashTable一样了，我们来看看ConcurrentHashMap的put方法：
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
调用了putVal方法，我们继续看看putVal方法的源码。
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node[] tab = table;;) {
Node f; int n, i, fh;
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node(hash, key, value, null)))
break; // no lock when adding to empty bin
}
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
V oldVal = null;
synchronized (f) {
if (tabAt(tab, i) == f) {
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
for (Node e = f;; ++binCount) {
K ek;
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
Node pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
else if (f instanceof TreeBin) {
Node p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
} /**
* The array of bins. Lazily initialized upon first insertion.
* Size is always a power of two. Accessed directly by iterators.
*/
transient volatile Node[] table; 看完了put方法，我们再来看看get方法：
public V get(Object key) {
Node[] tab; Node e, p; int n, eh; K ek;
int h = spread(key.hashCode());
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
if ((eh = e.hash) == h) {
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
return e.val;
}
else if (eh < 0)
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
while ((e = e.next) != null) {
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}
对于remove方法和put方法类似，都是为要操作的索引头Node对象加锁构造临界区，此处不再贴出代码赘述。
综上所述，HashMap和ConcurrentHashMap区别如下：
- HashMap允许key和value为空值，ConcurrentHashMap不允许
- HashMap的put和remove不加锁，不是线程安全的，而ConcurrentHashMap加锁，是线程安全的
- 两者的get方法都没有加锁，但HashMap的Node数组不具有volatile关键字
补充：本人的JDK版本为1.7，网上找的大部分资料都介绍ConcurrentHashMap使用了分段锁，但从源码来看这种方法在1.7貌似已经弃用了（put方法不一样了）：
/**
* Stripped-down version of helper class used in previous version,
* declared for the sake of serialization compatibility
*/
static class Segment extends ReentrantLock implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 2249069246763182397L;
final float loadFactor;
Segment(float lf) { this.loadFactor = lf; }
} 12. TreeMap、HashMap、LinkedHashMap的区别
HashMap就不说了，一个最常用的Map，前面几个问题都提及了。
LinkedHashMap：
LinkedHashMap是HashMap的子类，其类的声明如下：
public class LinkedHashMap
extends HashMap
implements Map /**
* The head (eldest) of the doubly linked list.
*/
transient LinkedHashMap.Entry head;
/**
* The tail (youngest) of the doubly linked list.
*/
transient LinkedHashMap.Entry tail; TreeMap:
TreeMap内部使用红黑树实现，因此插入TreeMap内部的元素遍历时是有序的：
/**
* The comparator used to maintain order in this tree map, or
* null if it uses the natural ordering of its keys.
*
* @serial
*/
private final Comparator comparator;
private transient Entry root; 13. Collection包结构，与Collections的区别
Collection即Java中的容器类，其包结构如下所示：
Collection：
可以看到Java容器中有Collection和Map两种类型，Collection表示元素的集合，Map表示键值对映射的集合，Map中也包含了Collection（key的集合，value的集合以及键值对的集合），而Collection又可以返回Iterator（迭代器）用于容器的遍历和访问。Collection下又细分为多种特点不同的容器，主要有：
- 按元素插入顺序存储的List
- 不允许元素重复的Set
- 先进先出的Queue
- 后进先出的Stack
每种容器又有对应的更细节的实现。一般我们创造新容器时不需要继承Collection类，继承Collection子类下的容器抽象类即可。
Collections：
除了Collection类以外，可以看到图的右下角还有两个工具类，分别是Collections和Arrays。两个类的构造方法均为private，及不允许新建该类的实例，同时两个类包含了大量的静态方法用于处理我们的存储结构（排序，二分查找，填充等操作）。其中，Collections用于处理Collection容器类的存储结构，而Arrays则用于处理基本类型组成的数组。
14. try catch finally，try里有return，finally还执行么？
执行，无论发生啥情况，try后面的finally中的代码块必定会执行，示例：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println("try");
return;
} catch (Exception e) {
} finally {
System.out.println("finally");
}
}
}结果：
15. Excption与Error包结构，OOM遇到的情况
Java中有关于异常类的结构图如下：
在Java中，异常的根类是java.lang.Throwable类，而根类又分为两大类：Error和Exception：
- Error是无法处理的异常，比如OutOfMemoryError，一般发生这种异常，JVM会选择终止程序。因此我们编写程序时不需要关心这类异常。
- Exception，也就是我们经常见到的一些异常情况，比如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException，这些异常是我们可以处理的异常。
其中，Exception类又细分为checked exception和unchecked exception（也称RuntimeException运行时异常）
对于unchecked exception（非检查异常），也称运行时异常（RuntimeException），比如常见的NullPointerException、IndexOutOfBoundsException，java编译器不要求必须进行异常捕获处理或者抛出声明，由程序员自行决定。（可以处理，也可以不处理）
对于checked exception（检查异常），也称非运行时异常（运行时异常以外的异常就是非运行时异常），java编译器强制程序员必须进行捕获处理，比如常见的IOExeption和SQLException。对于非运行时异常如果不进行捕获或者抛出声明处理，编译都不会通过。
对于unchecked exception（非检查异常），也称运行时异常（RuntimeException），比如常见的NullPointerException、IndexOutOfBoundsException，java编译器不要求必须进行异常捕获处理或者抛出声明，由程序员自行决定。（可以处理，也可以不处理）
对于checked exception（检查异常），也称非运行时异常（运行时异常以外的异常就是非运行时异常），java编译器强制程序员必须进行捕获处理，比如常见的IOExeption和SQLException。对于非运行时异常如果不进行捕获或者抛出声明处理，编译都不会通过。
关于OOM：
OOM即out of memory，内存溢出，与JVM的运行时内存有关，当JVM内存不够时就会发生OOM，主要分一下几种情况：
- 堆溢出：堆是JVM存放对象实例的地方，如果我们产生的对象过多，JVM又没有及时的GC，就会突破最大堆容量限制从而发生OOM
- 操作栈或本地方法栈溢出：如果线程在拓展栈时无法申请到足够的内存，也会发生OOM
- 方法区溢出：方法区存储了JVM中的常量，静态变量和类信息等信息，一个类如果要被垃圾收集器回收，判定条件是很苛刻的，因此在经常动态生成大量Class也可能发生OOM