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HashMap夺命14问，你能坚持到第几问？
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关注公众号：IT老哥，每天阅读一篇干货文章，一年后你会发现一个不一样的自己。 1. HashMap的底层数据结构是什么？在JDK1.7中和JDK1.8中有所区别： 在JDK1.7中，由”数组+链表“组成，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的。 在JDK1.8中，有“数组+链表+红黑树”组成。当链表过长，则会严重影响HashMap的性能，红黑树搜索时间复杂度是O(logn)，而链表是O(n)。因此，JDK1.8对数据结构做了进一步的优化，引入了红黑树，链表和红黑树在达到一定条件会进行转换： 当链表超过8且数组长度(数据总量)超过64才会转为红黑树 将链表转换成红黑树前会判断，如果当前数组的长度小于64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树，以减少搜索时间。 hashmap存取是无序的 键和值位置都可以是null，但是键位置只能是一个null 键位置是唯一的，底层的数据结构是控制键的 jdk1.8前数据结构是：链表+数组jdk1.8之后是：数组+链表+红黑树 阈值（边界值）>8并且数组长度大于64，才将链表转换成红黑树，变成红黑树的目的是提高搜索速度，高效查询 3. 解决hash冲突的办法有哪些?HashMap用的哪种？解决Hash冲突方法有：开放定址法、再哈希法、链地址法（HashMap中常见的拉链法）、简历公共溢出区。HashMap中采用的是链地址法。 开放定址法也称为再散列法，基本思想就是，如果p=H(key)出现冲突时，则以p为基础，再次hash，p1=H(p)，如果p1再次出现冲突，则以p1为基础，以此类推，直到找到一个不冲突的哈希地址pi。因此开放定址法所需要的hash表的长度要大于等于所需要存放的元素，而且因为存在再次hash，所以只能在删除的节点上做标记，而不能真正删除节点 再哈希法（双重散列，多重散列），提供多个不同的hash函数，R1=H1(key1)发生冲突时，再计算R2=H2（key1），直到没有冲突为止。这样做虽然不易产生堆集，但增加了计算的时间。 链地址法（拉链法），将哈希值相同的元素构成一个同义词的单链表，并将单链表的头指针存放在哈希表的第i个单元中，查找、插入和删除主要在同义词链表中进行，链表法适用于经常进行插入和删除的情况。 建立公共溢出区，将哈希表分为公共表和溢出表，当溢出发生时，将所有溢出数据统一放到溢出区 注意开放定址法和再哈希法的区别是 开放定址法只能使用同一种hash函数进行再次hash，再哈希法可以调用多种不同的hash函数进行再次hash 4. 为什么要在数组长度大于64之后，链表才会进化为红黑树在数组比较小时如果出现红黑树结构，反而会降低效率，而红黑树需要进行左旋右旋，变色，这些操作来保持平衡，同时数组长度小于64时，搜索时间相对要快些，总之是为了加快搜索速度，提高性能 JDK1.8以前HashMap的实现是数组+链表，即使哈希函数取得再好，也很难达到元素百分百均匀分布。当HashMap中有大量的元素都存放在同一个桶中时，这个桶下有一条长长的链表，此时HashMap就相当于单链表，假如单链表有n个元素，遍历的时间复杂度就从O（1）退化成O（n），完全失去了它的优势，为了解决此种情况，JDK1.8中引入了红黑树（查找的时间复杂度为O（logn））来优化这种问题 5. 为什么加载因子设置为0.75，初始化临界值是12？HashMap中的threshold是HashMap所能容纳键值对的最大值。计算公式为length*LoadFactory。也就是说，在数组定义好长度之后，负载因子越大，所能容纳的键值对个数也越大 loadFactory越趋近于1，那么数组中存放的数据（entry也就越来越多），数据也就越密集，也就会有更多的链表长度处于更长的数值，我们的查询效率就会越低，当我们添加数据，产生hash冲突的概率也会更高 默认的loadFactory是0.75，loadFactory越小，越趋近于0，数组中个存放的数据(entry)也就越少，表现得更加稀疏 0.75是对空间和时间效率的一种平衡选择 如果负载因子小一些比如是0.4，那么初始长度16*0.4=6，数组占满6个空间就进行扩容，很多空间可能元素很少甚至没有元素，会造成大量的空间被浪费 如果负载因子大一些比如是0.9，这样会导致扩容之前查找元素的效率非常低 loadfactory设置为0.75是经过多重计算检验得到的可靠值，可以最大程度的减少rehash的次数，避免过多的性能消耗 6. 哈希表底层采用何种算法计算hash值？还有哪些算法可以计算出hash值？hashCode方法是Object中的方法，所有的类都可以对其进行使用，首先底层通过调用hashCode方法生成初始hash值h1，然后将h1无符号右移16位得到h2，之后将h1与h2进行按位异或（^）运算得到最终hash值h3，之后将h3与(length-1)进行按位与（&）运算得到hash表索引 其他可以计算出hash值的算法有 平方取中法 取余数 伪随机数法 7. 当两个对象的hashCode相等时会怎样hashCode相等产生hash碰撞，hashCode相等会调用equals方法比较内容是否相等，内容如果相等则会进行覆盖，内容如果不等则会连接到链表后方，链表长度超过8且数组长度超过64，会转变成红黑树节点 8. 何时发生哈希碰撞和什么是哈希碰撞，如何解决哈希碰撞？只要两个元素的key计算的hash码值相同就会发生hash碰撞，jdk8之前使用链表解决哈希碰撞，jdk8之后使用链表+红黑树解决哈希碰撞 9. HashMap的put方法流程以jdk8为例，简要流程如下： 首先根据key的值计算hash值，找到该元素在数组中存储的下标 如果数组是空的，则调用resize进行初始化； 如果没有哈希冲突直接放在对应的数组下标里 如果冲突了，且key已经存在，就覆盖掉value 如果冲突后是链表结构，就判断该链表是否大于8，如果大于8并且数组容量小于64，就进行扩容；如果链表节点数量大于8并且数组的容量大于64，则将这个结构转换成红黑树；否则，链表插入键值对，若key存在，就覆盖掉value 如果冲突后，发现该节点是红黑树，就将这个节点挂在树上 HashMap在容量超过负载因子所定义的容量之后，就会扩容。java里的数组是无法自己扩容的，将HashMap的大小扩大为原来数组的两倍 我们来看jdk1.8扩容的源码 final Node[] resize() { //oldTab：引用扩容前的哈希表 Node[] oldTab = table; //oldCap：表示扩容前的table数组的长度 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; //获得旧哈希表的扩容阈值 int oldThr = threshold; //newCap:扩容之后table数组大小 //newThr:扩容之后下次触发扩容的条件 int newCap, newThr = 0; //条件成立说明hashMap中的散列表已经初始化过了，是一次正常扩容 if (oldCap > 0) { //判断旧的容量是否大于等于最大容量，如果是，则无法扩容，并且设置扩容条件为int最大值， //这种情况属于非常少数的情况 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab; }//设置newCap新容量为oldCap旧容量的二倍（ |
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