java中Map常见的面试问题，扩容问题，转红黑树的前提，解决Hash哈希冲突的方法

Map集合常见面试题

如何解决

解决哈希碰撞的方法

1链地址法(hashMap的处理方式)

        把hash表的每个单元作为链表的头节点。当发生冲突时放入到同一个hash值计算索引对应的链表。

2开放定址法

        发生冲突后寻找下一个地址

3再次hash法

        对hash值再次进行hash计算

4建立公共溢出区

        把hash表分为基本表和溢出表，当溢出时放入到溢出表；

问1：存储在Node中的hash值，是否就是key的hashCode()?

答：不是，存储在Node中的hash值是先对key进行hashCode()进行计算，然后再无符号右位移16，再按位异或的结果。

static final int hash(Object key) {

  int h;

  //hashCode和右移16进行按位异或运算

  return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

}

问2：如何知道一个节点到底存储在Hash表(散列表)的哪个位置？

答：通过计算一个节点的key的hashCode()值(不是简单的进行hashCode)，

(数组长度-1) & hash(hash%数组长度)计算的结果得出具体的下标，如果在索引位置只有一个节点直接返回，非一个节点继续在链表或红黑树中查找。

问3：什么时候需要把链表转为红黑树？

答：索引处链表的节点数大于8(从0开始的, 多以判断条件为 >=7), 数组的长度必须大于等于64,这个时候就会转成红黑树 要么就会数组的扩容。

问4：什么时候扩容？

答：情况一：

HashMap的Size(表中记录数)达到Hash中数组长度*loadFactor(扩容因子)时扩容。即比threshold大, 进行扩容。每次扩容为原数组长度的一倍(<< 1)

情况二：

Hash表中某个链表长度到达8，且Hash表中数组的长度小于64.

问5：Hash表中数组最大长度为多少？

答案：最大长度为 1<<30. 即：2的30次方法。

计算操作时，发现Hash表中数组长度为2的倍数效率最高，需要一直保持长度为2的倍数。数组长度最大取值为2的31次方减一。所以里面最大的2的倍数为2的30次方。

问6：Hash表中使用的是单向链表还是双向链表?数组扩容时, 链表使用的是尾加还是头加?

答1：单项链表

答2：JDK1.8及之后尾插法  JDK1.7及以前采用的是头插法；

问7：链表转为红黑树时，数组中是所有的链表都转为红黑树，还是什么情况？

答案：只有数组里某个下标中的节点个数>8, 并且数组长度>=64, 该下标中的链表转换为红黑树

问8：为什么java8中长度超过8以后将链表变为红黑树？

答案：红黑树的查询效率高于链表

问9：为什么选择8作为转换值？

答：元素个数为8的红黑树中，高度为：4.最多查找4次就能找到需要的的值，长度为8的链表，最多找7次。

例如长度为4就转换。红黑树高度为3，最多找3次。链表最多3次。

例如长度为7就转换。红黑树高度3，最多找3次。链表最多6次。多找3次和转换的性能消耗比较不值得。

在源码上可以看出，在理想状态下，受随机分布的 hashCode 影响，链表中的节点遵循泊松分布，而且根据统计，链表中节点数是 8 的概率已经接近千分之一，而且此时链表的性能已经很差了，所以在这种比较罕见和极端的情况下，才会把链表转变为红黑树

6.10总结：

1. 从Java8开始HashMap底层由数组+链表+红黑树。
2. 使用HashMap时，当使用无参构造方法实例化时，设置扩容因子为默认扩容因子(loadFactor)0.75。
3. 当向HashMap添加内容时，会对Key做Hash计算，把得到的Hash值和数组长度-1按位与，计算出存储的位置。
4. 如果数组中该索引没有内容, 直接存入数组中(Node节点对象), 该下标中有Node对象了, 把内容添加到对应的链表或红黑树中。
5. 如果添加后链表长度大于等于8，会判断数组的长度是否大于等于64，如果小于64对数组扩容，扩容长度为原长度的2倍，扩容后把原Hash表内容重新放入到新的Hash表中。如果Hash长度大于等于64会把链表转换红黑树。
6. 最终判断HashMap中元素个数是否已经达到扩容值(threshold)，如果达到扩容值，需要进行扩容，扩容一倍。
7. 反之，如果删除元素后，红黑树的元素个数小于等于6，由红黑树转换为链表。