每日五道java面试题之java基础篇（七）

第一题. HashMap和HashTable有什么区别？其底层实现是什么？

区别 ：

1. HashMap⽅法没有synchronized修饰，线程⾮安全，HashTable线程安全；
2. HashMap允许key和value为null，⽽HashTable不允许

底层实现：数组+链表实现，jdk8开始链表⾼度到8、数组⻓度超过64，链表转变为红⿊树，元素以内部类Node节点存在
3. 计算key的hash值，⼆次hash然后对数组⻓度取模，对应到数组下标，
4. 如果没有产⽣hash冲突(下标位置没有元素)，则直接创建Node存⼊数组，
5. 如果产⽣hash冲突，先进⾏equal⽐较，相同则取代该元素，不同，则判断链表⾼度插⼊链表，链表⾼度达到8，并且数组⻓度到64则转变为红⿊树，⻓度低于6则将红⿊树转回链表
6. key为null，存在下标0的位置

第二题.谈谈ConcurrentHashMap的扩容机制

1.7版本

1. 1.7版本的ConcurrentHashMap是基于Segment分段实现的
2. 每个Segment相对于⼀个⼩型的HashMap
3. 每个Segment内部会进⾏扩容，和HashMap的扩容逻辑类似
4. 先⽣成新的数组，然后转移元素到新数组中
5. 扩容的判断也是每个Segment内部单独判断的，判断是否超过阈值

1.8版本
6. 1.8版本的ConcurrentHashMap不再基于Segment实现
7. 当某个线程进⾏put时，如果发现ConcurrentHashMap正在进⾏扩容那么该线程⼀起进⾏扩容
8. 如果某个线程put时，发现没有正在进⾏扩容，则将key-value添加到ConcurrentHashMap中，然后判断是否超过阈值，超过了则进⾏扩容
9. ConcurrentHashMap是⽀持多个线程同时扩容的
10. 扩容之前也先⽣成⼀个新的数组
11. 在转移元素时，先将原数组分组，将每组分给不同的线程来进⾏元素的转移，每个线程负责⼀组或多组的元素转移⼯作

第三题. Jdk1.7到Jdk1.8 HashMap 发⽣了什么变化(底层)?

1. 1.7中底层是数组+链表，1.8中底层是数组+链表+红⿊树，加红⿊树的⽬的是提⾼HashMap插⼊和查询整体效率
2. 1.7中链表插⼊使⽤的是头插法，1.8中链表插⼊使⽤的是尾插法，因为1.8中插⼊key和value时需要判断链表元素个数，所以需要遍历链表统计链表元素个数，所以正好就直接使⽤尾插法
3. 1.7中哈希算法⽐较复杂，存在各种右移与异或运算，1.8中进⾏了简化，因为复杂的哈希算法的⽬的就是提⾼散列性，来提供HashMap的整体效率，⽽1.8中新增了红⿊树，所以可以适当的简化哈希算法，节省CPU资源

第四题. 说⼀下HashMap的Put⽅法

先说HashMap的Put⽅法的⼤体流程：

1. 根据Key通过哈希算法与与运算得出数组下标
2. 如果数组下标位置元素为空，则将key和value封装为Entry对象（JDK1.7中是Entry对象，JDK1.8中
   是Node对象）并放⼊该位置
3. 如果数组下标位置元素不为空，则要分情况讨论

• 如果是JDK1.7，则先判断是否需要扩容，如果要扩容就进⾏扩容，如果不⽤扩容就⽣成Entry
  对象，并使⽤头插法添加到当前位置的链表中
• 如果是JDK1.8，则会先判断当前位置上的Node的类型，看是红⿊树Node，还是链表Node
  • 如果是红⿊树Node，则将key和value封装为⼀个红⿊树节点并添加到红⿊树中去，在这个
    过程中会判断红⿊树中是否存在当前key，如果存在则更新value
  • 如果此位置上的Node对象是链表节点，则将key和value封装为⼀个链表Node并通过尾插法插⼊到链表的最后位置去，因为是尾插法，所以需要遍历链表，在遍历链表的过程中会判断是否存在当前key，如果存在则更新value，当遍历完链表后，将新链表Node插⼊到链表中，插⼊到链表后，会看当前链表的节点个数，如果⼤于等于8，那么则会将该链表转成红⿊树
  • 将key和value封装为Node插⼊到链表或红⿊树中后，再判断是否需要进⾏扩容，如果需要就扩容，如果不需要就结束PUT⽅法

第五题. HashMap的扩容机制原理

1.7版本

1. 先⽣成新数组
2. 遍历⽼数组中的每个位置上的链表上的每个元素
3. 取每个元素的key，并基于新数组⻓度，计算出每个元素在新数组中的下标
4. 将元素添加到新数组中去
5. 所有元素转移完了之后，将新数组赋值给HashMap对象的table属性

1.8版本

1. 先⽣成新数组
2. 遍历⽼数组中的每个位置上的链表或红⿊树
3. 如果是链表，则直接将链表中的每个元素重新计算下标，并添加到新数组中去
4. 如果是红⿊树，则先遍历红⿊树，先计算出红⿊树中每个元素对应在新数组中的下标位置
   a. 统计每个下标位置的元素个数
   b. 如果该位置下的元素个数超过了8，则⽣成⼀个新的红⿊树，并将根节点的添加到新数组的对应位置
   c. 如果该位置下的元素个数没有超过8，那么则⽣成⼀个链表，并将链表的头节点添加到新数组的对应位置
5. 所有元素转移完了之后，将新数组赋值给HashMap对象的table属性

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