集合之HashMap 1.7总结

底层数据结构：

	数组+链表
	数组特点：根据下标定位，一般情况下查询、修改快于链表。
	链表特点：连接元素通过指针，新增和删除只需变更指针连接即可，所以一般情况下增删快，查询因需要遍历链表，所以查询效率一般慢于数组。

HashMap有什么特点？

​ 无序，散列存放，遍历结果与存储顺序不一定一致。

​ 如果需要有序存放，可以使用LinkedHashMap来存放元素。

HashMap 1.7 是如何解决Hash冲突的？

采用链地址法来存储发生Hash冲突的元素。

HashMap 1.7 是如何降低Hash冲突概率的？

• 使用2的幂次方作为容量，计算时使用len-1与key的hash做与运算，减少hash冲突的概率。
• 高16位做异或运算，(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)。

HashMap 的长度为什么是2的幂次方？

• 为了减少Hash碰撞，使Hash计算结果更均匀。
• 做与运算时，我们需要取数组长度-1，比如使用默认长度16，那么参与与运算的值为15,15的二进制为0000 1111，此时，参与与运算后得到的key的位置还是key本身，这样可以使key分布的更均匀。

HashMap 容量应该如何设置？

• 參考阿里巴巴开发手册，集合初始化时，应该指定初始值大小。
• initialCapacity = (需要存储的元素个数 / 负载因子) + 1。注意负载因子（即loader factor）默认为0.75， 如果暂时无法确定初始值大小，请设置为16（即默认值）。
• 如果存储1W个key,那么按照公式：i = 10000/0.75 +1 =13334个。如果不设置初始容量，则需要扩容10次左右，影响效率。

高并发下如何使用HashMap?

• 线程安全的集合类主要包括了三大类：
  • 遗留的线程集合类如Hashtable、Vector；性能较低
  • Collections修饰的线程安全集合类如synchronizedMap;使用synchronized修饰来保证线程安全。
  • JUC包下的安全类。
• 高并发下推荐使用ConcurrentHashMap来保证线程安全。

HashMap在高并发下为什么不安全？

• 数据覆盖问题

  • 高并发下两个线程同时做put操作，当key相等时，第二个线程可能会覆盖第一个线程的值。

• 循环链表问题

  • 此问题主要发生于扩容时。链表使用了头插法，在扩容时可能会导致原有的链表顺序逆转。

    举例：比如原先链表为a-b-c-null，此时需要扩容，有两个线程同时扩容，第一个线程执行一半因为某种原因卡住了，此时线程2开始执行，执行完成后，c又指向了a，此时线程1恢复执行，本来线程1执行到c后，下一个元素为null，就会停止执行，但是受到线程2的影响此时c指向了a，所以继续执行，就构成了循环链表。

  • 导致的问题：在put或get方法时，会遍历链表，但此时链表构成了循环，所以会一直遍历，导致死循环，逐渐CPU占用会达到100%居高不下。

• 数据get()为null的情况

  • 当并发操作时，此时有两个线程，一个执行get方法，一个执行put方法，此时执行put方法导致了扩容，会创建一个新数组，引用会赋给新数组，此时可能数据还没有移动到新数组，如果此时执行get方法，那么取到的值可能为空。

总结的put()和get()方法的流程图

• PUT方法：

• GET方法：