面试之HashMap

原理

HashMap基于Hash算法，我们通过put(key,value)存储，get(key)来获取。当传入key时，HashMap会根据key.hashCode()计算出hash值，根据hash值将value保存在bucket里。当数据多的时候肯定会有计算出来的hash值是相同的，这时候发生hash冲突。当数据过多的时候也会自动扩容。

hash冲突

jdk1.8之前：数组加链表，hash冲突它会将相同hash值的value追加到链表后面，然后去遍历它。

jdk1.8之后：数组加链表加红黑树，引入了一个阈值，那么当大于默认阈值8的时候，它就会将链表变成一个红黑树。

自动扩容

如果在初始化HashMap中没有指定初始容量，那么默认容量为16，负载因子是0.75，如果后来HashMap中存放的数量超过了16×0.75=12的时候，HashMap便会调用resize()方法，扩大为原来的2倍（2的n次幂）。

线程不安全

扩容引发的线程不安全：

jdk1.8之前，它会调用到transfer()方法，采用头插法的形式，头插法会将链表的顺序翻转，会形成死循环以及数据丢失的问题。

jdk1.8之后，就没有transfer()方法了，采用了尾插法的形式，在并发执行put操作时会发生数据覆盖的情况。

如何保证线程安全

首用CurrentHashMap，也可以用HashTable、加锁、Collections.synchronizedMap()，视情况而定。

为什么用 CurrentHashMap 而不用 HashTable

在迭代的过程中，HashTable加了一个对象锁，会锁定整个map，在多线程环境中效率很低，而ConcurrentHashMap使用分段锁，降低了锁粒度，让并发度大大提高。ConcurrentHashMap将hash表分为16个桶（默认值），诸如get,put,remove等常用操作只锁当前需要用到的桶。试想，原来只能一个线程进入，现在却能同时16个写线程进入并发性的提升是显而易见。

fail-fast

“快速失败”也就是fail-fast，它是Java集合的一种错误检测机制。当多个线程对集合进行结构上的改变的操作时，有可能会产生fail-fast机制。记住是有可能，而不是一定。例如：假设存在两个线程（线程1、线程2），线程1通过Iterator在遍历集合A中的元素，在某个时候线程2修改了集合A的结构（是结构上面的修改，而不是简单的修改集合元素的内容），那么这个时候程序就会抛出ConcurrentModificationException 异常，从而产生fail-fast机制。