小滴课堂-学习笔记：面试BAT高级工程师/技术经理的java集合框架Map

 愿景："让编程不再难学，让技术与生活更加有趣"

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目录

第1集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map篇<小试牛刀上>

第2集 编程语言面试题之对象底层HashCode和equals掌握了吗

第3集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map篇<小试牛刀下>

第4集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map篇<进阶>

第5集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map高手篇<上>

第6集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map高手篇<中>

第7集 源码剖析之深入新版HashMap高手篇<下>

第8集 编程语言面试题之新版javase集合框架ConcurrentHashMap篇

第9集 源码剖析之深入新版ConcurrentHashMap篇

干货文档

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第1集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map篇<小试牛刀上>

简介：集合框架里面基础Map面试题

• 考点：Map 相关基础知识掌握情况
• 难度【***】

• 了解Map吗？用过哪些Map的实现 答：HashMap、Hashtable、LinkedHashMap、TreeMap、ConcurrentHashMap

   

• 说下 HashMap和Hashtable 的区别

  答：

  • HashMap：底层是基于数组+链表，非线程安全的，默认容量是16、允许有空的健和值
  • Hashtable：基于哈希表实现，线程安全的(加了synchronized)，默认容量是11，不允许有null的健和值

 

 

 

 

 

第2集 编程语言面试题之对象底层HashCode和equals掌握了吗

简介：对象的比较、排重 hashcode和equals经常需要重写，也是map和set里面常用知识

• 考点：hashcode和equals掌握情况

• 难度【** **】

• 介绍下对象的 hashCode()和equals()，使用场景

  
  
  
  hashcode
      顶级类Object里面的方法，所有的类都是继承Object,返回是一个int类型的数
      根据一定的hash规则(存储地址，字段，长度等)，映射成一个数组，即散列值
  
  equals
      顶级类Object里面的方法，所有的类都是继承Object,返回是一个boolean类型
      根据自定义的匹配规则，用于匹配两个对象是否一样，一般逻辑如下
      //判断地址是否一样
      //非空判断和Class类型判断
      //强转
      //对象里面的字段一一匹配
  ​
  使用场景：对象比较、或者集合容器里面排重、比较、排序
  
  
  

   

• 代码实战: 编写一个User对象，重写里面的hashcode和equal方法

  
  
  
  import java.util.Date;
  import java.util.Objects;
  ​
  public class User {
  ​
      private int age;
  ​
      private  String name;
  ​
      private Date time;
  ​
      public int getAge() {
          return age;
      }
  ​
      public void setAge(int age) {
          this.age = age;
      }
  ​
      public String getName() {
          return name;
      }
  ​
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
  ​
      public Date getTime() {
          return time;
      }
  ​
      public void setTime(Date time) {
          this.time = time;
      }
  ​
  ​
      @Override
      public int hashCode() {
  ​
          //int code = age/name.length()+time.hashCode();
          //return code
  ​
          return Objects.hash(age,name,time);
  ​
      }
  ​
      @Override
      public boolean equals(Object obj) {
  ​
          if(this == obj) return true;
  ​
          if(obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
  ​
          User user = (User) obj;
  ​
          return age == user.age && Objects.equals(name, user.name) && Objects.equals(time, user.time);
  ​
      }
  }
  ​
  
  
  
  
  
  
  

   

 

第3集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map篇<小试牛刀下>

简介：集合框架里面基础Map面试题

• 考点：Map 相关基础知识掌握情况

• 难度【***】

• HashMap和TreeMap应该怎么选择，使用场景

  
  
  
  hashMap: 散列桶(数组+链表)，可以实现快速的存储和检索，但是确实包含无序的元素，适用于在map中插入删除和定位元素
  ​
  treeMap:使用存储结构是一个平衡二叉树->红黑树，可以自定义排序规则，要实现Comparator接口
  能便捷的实现内部元素的各种排序，但是一般性能比HashMap差，适用于安装自然排序或者自定义排序规则
  (写过微信支付签名工具类就用这个类)
  ​

   

• Set和Map的关系

  
  
  
  核心就是不保存重复的元素，存储一组唯一的对象
  set的每一种实现都是对应Map里面的一种封装，
  HashSet对应的就是HashMap，treeSet对应的就是treeMap

   

• 常见Map的排序规则是怎样的？

  
  
  
  按照添加顺序使用LinkedHashMap，按照自然排序使用TreeMap，自定义排序 TreeMap(Comparetor c)
  
  
  

   

 

第4集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map篇<进阶>

简介：集合框架里面基础Map面试题进阶

• 考点：考查Map的横向和纵向知识点
• 难度【** **】

• 如果需要线程安全，且效率高的Map，应该怎么做？

  答案：多线程环境下可以用concurrent包下的ConcurrentHashMap, 或者使用Collections.synchronizedMap(),
  
  ConcurrentHashMap虽然是线程安全，但是他的效率比Hashtable要高很多
  
  

   

• 为什么Collections.synchronizedMap后是线程安全的？

  答案：使用Collections.synchronizedMap包装后返回的map是加锁的
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

   

 

第5集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map高手篇<上>

简介：深入底层HashMap实现原理

• 考点：是否掌握HashMap的底层实现
• 难度【** **】
• 看过HashMap源码吗，介绍下你了解的HashMap

答案：
    看过源码

    HashMap底层(数组+链表+红黑树 jdk8才有红黑树)

    数组中每一项是一个链表，即数组和链表的结合体

    Node[] table 是数组，数组的元素是Entry(Node继承Entry)，Entry元素是一个key-value的键值对，它持有一个指向下个Entry的引用，table数组的每个Entry元素同时也作为当前Entry链表的首节点，也指向了该链表的下个Entry元素

    在JDK1.8中，链表的长度大于8，链表会转换成红黑树
​

• 能否解释下什么是Hash碰撞？常见的解决办法有哪些，hashmap采用哪种方法

  
  
  
  答：
      hash碰撞的意思是不同key计算得到的Hash值相同，需要放到同个bucket中
  
      常见的解决办法：链表法、开发地址法、再哈希法等
  
      HashMap采用的是链表法
  ​
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

   

 

第6集 编程语言面试题之新版javase集合框架Map高手篇<中>

简介：深入底层HashMap实现原理

• 考点：是否掌握HashMap的底层实现
• 难度【** * **】

• 你说HashMap底层是 数组+链表+红黑树，为什么要用这几类结构呢？

  
  
  
   答案：
   数组 Node[] table ，根据对象的key的hash值进行在数组里面是哪个节点
  
   链表的作用是解决hash冲突，将hash值一样的对象存在一个链表放在hash值对应的槽位
  
   红黑树 JDK8使用红黑树来替代超过8个节点的链表，主要是查询性能的提升，从原来的O(n)到O(logn),
   通过hash碰撞，让HashMap不断产生碰撞，那么相同的key的位置的链表就会不断增长，当对这个Hashmap的相应位置进行查询的时候，就会循环遍历这个超级大的链表，性能就会下降，所以改用红黑树

  

• 为啥选择红黑树而不用其他树，比如二叉查找树，为啥不一直开始就用红黑树，而是到8的长度后才变换

答案：二叉查找树在特殊情况下也会变成一条线性结构，和原先的链表存在一样的深度遍历问题，查找性能就会慢，
使用红黑树主要是提升查找数据的速度，红黑树是平衡二叉树的一种，插入新数据后会通过左旋，右旋、变色等操作来保持平衡，解决单链表查询深度的问题
​
数据量少的时候操作数据，遍历线性表比红黑树所消耗的资源少，且前期数据少 平衡二叉树保持平衡是需要消耗资源的，所以前期采用线性表，等到一定数之后变换到红黑树

 

 

 

 

 

第7集 源码剖析之深入新版HashMap高手篇<下>

简介：深入底层HashMap实现原理，分析put、get源码实现

• 考点：是否掌握HashMap的底层实现，put、get流程

• 难度【** ** **】

• 说下hashmap的put和get的核心逻辑（JDK8以上版本）

  • put核心流程，看图（高清图看资料里面，第5章第7集文件夹里面的html文件）

    

  • get核心流程

    
    
    
     final Node getNode(int hash, Object key) {
            Node[] tab; Node first, e; int n; K k;
            if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
                (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
                //获取首节点，hash碰撞概览小，通常链表第一个节点就是值，没必要去循环遍历，处于效率
                if (first.hash == hash && // always check first node
                    ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    return first;
                //如果不止一个节点，就需要循环遍历，存在多个hash碰撞    
                if ((e = first.next) != null) {
                    //判断是否是红黑树，如果是则调用树的查找
                    if (first instanceof TreeNode)
                        return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);
                    //链表结构，则循环遍历获取节点
                    do {
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            return e;
                    } while ((e = e.next) != null);
                }
            }
            return null;
        }
    
    
    
    
    
    
    
    
    

     

 

第8集 编程语言面试题之新版javase集合框架ConcurrentHashMap篇

简介：并发包里面ConcurrentHashMap面试题

• 考点：是否掌握并发包下的ConcurrentHashMap基础和原理

• 难度【** **】

• 了解ConcurrentHashMap吗？为什么性能比hashtable高，说下原理

  
  
  
  ConcurrentHashMap线程安全的Map, hashtable类基本上所有的方法都是采用synchronized进行线程安全控制
  高并发情况下效率就降低
  ​
  ConcurrentHashMap是采用了分段锁的思想提高性能，锁粒度更细化
  

   

• jdk1.7和jdk1.8里面ConcurrentHashMap实现的区别有没了解

  
  
  
  JDK8之前，ConcurrentHashMap使用锁分段技术，将数据分成一段段存储，每个数据段配置一把锁，即segment类，这个类继承ReentrantLock来保证线程安全
  技术点：Segment+HashEntry
  ​
  JKD8的版本取消Segment这个分段锁数据结构，底层也是使用Node数组+链表+红黑树，从而实现对每一段数据就行加锁，也减少了并发冲突的概率，CAS(读)+Synchronized(写)
  技术点：Node+Cas+Synchronized
  
  
  
  
  

   

第9集 源码剖析之深入新版ConcurrentHashMap篇

简介：解读并发包里面ConcurrentHashMap核心Put源码

 

• 考点：是否掌握并发包下的ConcurrentHashMap基础和原理

• 难度【** **】

• 说下ConcurrentHashMap的put的核心逻辑（JDK8以上版本）

  
  
  
  spread(key.hashCode())  重哈希，减少碰撞概率
  tabAt(i) 获取table中索引为i的Node元素
  casTabAt(i) 利用CAS操作获取table中索引为i的Node元素
  ​
  ​
  put的核心流程
  1、key进行重哈希spread(key.hashCode())
  2、对当前table进行无条件循环
  3、如果没有初始化table，则用initTable进行初始化
  4、如果没有hash冲突，则直接用cas插入新节点，成功后则直接判断是否需要扩容，然后结束
  5、(fh = f.hash) == MOVED 如果是这个状态则是扩容操作，先进行扩容
  6、存在hash冲突，利用synchronized (f) 加锁保证线程安全
  7、如果是链表，则直接遍历插入，如果数量大于8，则需要转换成红黑树
  8、如果是红黑树则按照红黑树规则插入
  9、最后是检查是否需要扩容addCount()
  ​
  

   

推荐资料：

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/ConcurrentHashMap.html

https://www.jianshu.com/p/5dbaa6707017

 

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