Map接口

Map接口

HashMap 和 Hashtable 的区别

1. 线程安全：hashmap非线性安全，hashtable线性安全（内部基本用synchronized修饰）。
2. 效率：hashmap比hashtable效率好一点，hashtable弃用
3. 键值对null支持：HashMap可存储 null 的 key， value，但 null 作为键只能有一个，null 作为值可以有多个；HashTable 不允许有 null 键和 null 值，否则会抛出 NullPointerException
4. 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ：① Hashtable 默认初始大小为 11，之后每次扩充，变为原来的 2n+1。HashMap 默认初始大小为 16。之后每次扩充，容量变为原来的 2 倍。② 创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小值为2 的幂次方（HashMap 中的tableSizeFor()方法保证）。也就是说 HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小

HashMap 和 HashSet 区别

HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的。自己的源码很少。

实现接口不同，一个实现Map，一个实现Set接口。一个存储键值对，一个存储对象。HashMap使用键（Key）计算hashcode，HashSet 使用成员对象来计算 hashcode 值，对于两个对象来说 hashcode 可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性。

HashMap 和 TreeMap 区别

都继承自AbstractMap,TreeMap它还实现了NavigableMap接口（有了对集合内元素的搜索的能力）和SortedMap 接口（对集合中的元素根据键排序的能力）。

public class Person {
    private Integer age;

    public Person(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }


    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Person, String> treeMap = new TreeMap<>(new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person person1, Person person2) {
                int num = person1.getAge() - person2.getAge();
                return Integer.compare(num, 0);
            }
        });
        treeMap.put(new Person(3), "person1");
        treeMap.put(new Person(18), "person2");
        treeMap.put(new Person(35), "person3");
        treeMap.put(new Person(16), "person4");
        treeMap.entrySet().stream().forEach(personStringEntry -> {
            System.out.println(personStringEntry.getValue());
        });
    }
}

//person1
//person4
//person2
//person3

HashSet 如何检查重复

当添加对象时，HashSet先根据对象的hascode与其他对象的hashcode比较，没有相同的就没有视为该对象没有重复出现。如果相同的对象，这时就会调用equals()方法比较是否真的相同，相同就不会添加成功。

HashSet的add()方法只是简单的调用了HashMap的put()方法。

hashCode()与 equals() 的相关规定：

1. 如果两个对象相等，则 hashcode 一定也是相同的
2. 两个对象相等,对两个 equals() 方法返回 true
3. 两个对象有相同的 hashcode 值，它们也不一定是相等的
4. 综上，equals() 方法被覆盖过，则 hashCode() 方法也必须被覆盖
5. hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode()，则该 class 的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）。

HashMap 的底层实现

扰动函数hash方法，为了防止一些实现比较差的hashCode()方法，也就是减少碰撞。

JDK1.8解决冲突有了一些变化，当链表长度大于阈值（默认为 8）（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）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。

HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方

static final int hash(Object key) {
        int h;
	// key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode
      	// ^ ：按位异或
      	// >>>:无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

取余(%)操作中如果除数是 2 的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作（也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是 2 的 n 次方；）。 并且 采用二进制位操作 &，相对于%能够提高运算效率，这就解释了 HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方。

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别

• 底层数据结构： JDK1.8 的 ConcurrentHashMap 底层采用 数组+链表/红黑二叉树 实现。Hashtable底层数据结构采用 数组+链表 的形式。数组是主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的。
• 实现线程安全的方式（重要）： ① 在 JDK1.7 的时候，ConcurrentHashMap（分段锁） 对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了 Segment 的概念，而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。（JDK1.6 以后 对 synchronized 锁做了很多优化） 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap，虽然在 JDK1.8 中还能看到 Segment 的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本；② Hashtable(同一把锁) :使用 synchronized 保证线程安全，效率非常低下。当一个线程访问同步方法时，其他线程也访问同步方法，可能会进入阻塞或轮询状态，如使用 put 添加元素，另一个线程不能使用 put 添加元素，也不能使用 get，竞争会越来越激烈效率越低。

JDK1.8 的 ConcurrentHashMap 不在是 Segment 数组 + HashEntry 数组 + 链表，而是 Node 数组 + 链表 / 红黑树。不过，Node 只能用于链表的情况，红黑树的情况需要使用 TreeNode。当冲突链表达到一定长度时，链表会转换成红黑树。