Map

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JDK:Java 开发工具包,就是 Java 的版本。

  • JDK1.7 = Java 7 版本
  • JDK1.8 = Java 8 版本(现在企业最常用、面试问得最多

1、HashMap 底层原理

答案

JDK1.7:数组 + 单向链表

JDK1.8:数组 + 单向链表 + 红黑树

默认容量 16,负载因子 0.75,链表长度≥8 且数组长度≥64 转为红黑树;树节点≤6 退化为链表。

2、HashMap 默认初始容量、负载因子、扩容

答案

  • 默认初始容量:16
  • 默认负载因子:0.75
  • 扩容阈值:容量 × 0.75
  • 扩容规则:扩容为原来 2 倍,重新散列迁移元素。

3、为什么负载因子是 0.75

答案

平衡空间利用率哈希冲突概率

太小浪费空间,太大链表过长查询变慢,0.75 是折中最优值。

4、HashMap 为什么容量必须是 2 的幂次

答案

为了哈希寻址用 hash & (length-1) 代替取模运算,效率更高;

同时保证元素散列均匀,减少冲突。

5、JDK1.7 和 1.8 HashMap 区别

答案

  1. 1.7:数组 + 链表,无红黑树;1.8 加红黑树
  2. 1.7 头插法;1.8 尾插法
  3. 1.7 扩容易循环链表死循环;1.8 解决死循环问题
  4. 1.8 哈希扰动简化,性能更好

6、HashMap 线程安全吗?不安全有什么问题

答案

线程不安全多线程并发 put:

  1. 数据覆盖丢失
  2. JDK1.7 扩容形成环形链表,get 死循环
  3. 出现空指针、数据错乱

7、线程安全的 Map 有哪些

答案

  1. Hashtable:全表锁加 synchronized,效率极低
  2. Collections.synchronizedMap:包装 HashMap,分段加锁粒度粗,并发一般
  3. ConcurrentHashMap:分段锁 + CAS+volatile,并发性能最优

8、ConcurrentHashMap 底层原理

答案

JDK1.7:分段锁 Segment,每段独立加锁,并发度高;

JDK1.8:放弃分段锁,采用 CAS + synchronized 锁住链表 / 红黑树首节点,粒度更细、并发更高、底层同样数组 + 链表 + 红黑树。

9、HashMap 的 key 可以为 null 吗

答案

允许一个 key 为 null,放在下标 0 位置;

ConcurrentHashMap key 和 value 都不能为 null

10、HashMap 遍历方式有几种

答案

  1. 遍历 keySet
  2. 遍历 entrySet(效率最高)
  3. 迭代器遍历
  4. Lambda forEach

11、HashTable 和 HashMap 区别

答案

  1. Hashtable 线程安全,HashMap 不安全
  2. Hashtable 不允许 null 键值,HashMap 允许一个 null key
  3. Hashtable 默认容量 11,扩容 2 倍;HashMap 16、扩容 2 倍
  4. Hashtable 全局锁,性能差,不推荐使用

12、TreeMap 原理和特点

答案

底层 红黑树,可以按 key 自然排序 或 自定义比较器排序;

适合需要有序的场景。

面试一句话总结

HashMap 1.8 是数组 + 链表 + 红黑树,默认容量 16、负载因子 0.75、扩容 2 倍;线程不安全;并发用 ConcurrentHashMap,1.8 用 CAS + 锁首节点实现高并发;TreeMap 红黑树可排序;Hashtable 老旧低效不推荐。

13、HashMap 扩容机制

容量翻倍(2 倍),重新哈希散列;

JDK1.8 优化扩容,不用重新计算 hash,只判断高位分片,效率更高。

14、TreeMap 特点

底层红黑树,自带自然排序;key 必须实现 Comparable 接口,可自定义比较器排序。

15、LinkedHashMap 作用

有序 Map,插入顺序有序;可实现 LRU 最近最少淘汰缓存。

16、HashMap 和 HashSet 关系

HashSet 底层直接依赖 HashMap,value 统一存空对象,只存 key 实现去重。

17、 为什么要用红黑树不用平衡二叉树

红黑树插入删除调整次数少,平衡树平衡成本太高,适合频繁增删场景。

18、哈希冲突怎么解决

  • 链地址法(HashMap 常用) 冲突元素挂在同一位置形成链表,JDK1.8 过长转红黑树。

  • 开放地址法 往后寻找空闲位置存放。

  • 再哈希法 换另一个哈希函数重新计算下标(HashMap 用链表法解决冲突)。

  • 建立公共溢出区 冲突数据统一存入溢出区域。

19、面试一句话总结

日常单线程用HashMap

多线程并发读写用ConcurrentHashMap

需要排序用TreeMap

需要有序存取用LinkedHashMap