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  • HashMap工作原理

        hashing的概念
        HashMap中解决碰撞的方法
        equals()和hashCode()的应用,以及它们在HashMap中的重要性
        不可变对象的好处
        HashMap多线程的条件竞争
        重新调整HashMap的大小


     “什么是HashMap?你为什么用到它?”

    数组和链表组合成的链表散列结构,通过hash算法,尽量将数组中的数据分布均匀,如果hashcode相同再比较equals方法,如果equals方法返回false,那么就将数据以链表的形式存储在数组的对应位置,并将之前在该位置的数据往链表的后面移动,并记录一个next属性,来指示后移的那个数据。注意数组中保存的是entry,其中保存的是键值.
    HashMap可以接受null键值和值,而HashTable则不能;HashMap是非synchronized;HashMap很快;以及HashMap储存的是键值对等等

    “为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键?”

    String, Interger这样的wrapper类作为HashMap的键是再适合不过了,而且String最为常用。因为String是不可变的,也是final的,而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。其他的wrapper类也有这个特点。不可变性是必要的,因为为了要计算hashCode(),就要防止键值改变,如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话,那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。不可变性还有其他的优点如线程安全。如果你可以仅仅通过将某个field声明成final就能保证hashCode是不变的,那么请这么做吧。因为获取对象的时候要用到equals()和hashCode()方法,那么键对象正确的重写这两个方法是非常重要的。如果两个不相等的对象返回不同的hashcode的话,那么碰撞的几率就会小些,这样就能提高HashMap的性能。

    “我们可以使用自定义的对象作为键吗?”

    当然可以使用任何对象作为键,只要它遵守了equals()和hashCode()方法的定义规则,并且当对象插入到Map中之后将不会再改变了。如果这个自定义对象时不可变的,那么它已经满足了作为键的条件,因为当它创建之后就已经不能改变了。

    “我们可以使用CocurrentHashMap来代替HashTable吗?”

    HashTable是synchronized的,但是ConcurrentHashMap同步性能更好,因为它仅仅根据同步级别对map的一部分进行上锁。ConcurrentHashMap当然可以代替HashTable,但是HashTable提供更强的线程安全性。

    “知道HashMap的工作原理吗?” “你知道HashMap的get()方法的工作原理吗?”

    HashMap是基于hashing的原理,我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中,使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,我们先对键调用hashCode()方法,返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。”这里关键点在于指出,HashMap是在bucket中储存键对象和值对象,作为Map.Entry。

    “当两个对象的hashcode相同会发生什么?”

    两个对象hashcode相同,但它们可能并不相等。hashcode相同,所以它们的bucket位置相同,‘碰撞’会发生。因为HashMap使用LinkedList存储对象,这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在LinkedList中。虽然有很多种处理碰撞的方法,这种方法是最简单的,也正是HashMap的处理方法。

    HashMap的数据结构是基于数组和链表的。(以数组存储元素,如有hash相同的元素,在数组结构中,创建链表结构,再把hash相同的元素放到链表的下一个节点)

    hashMap的结构类似这样
      元素0-->[hashCode=0, key.value=x1的数据]
      元素1-->[hashCode=1, key.value=y1的数据]
      .........
      元素n-->[hashCode=n, key.value=z1的数据]

    假设没有hashCode=1的元素加入,但是有两个hashCode=0的数据,它的结构就变成这样
      元素0-->[hashCode=0, key.value=x1的数据].next-->[hashCode=0, key.value=x2的数据]
      元素1-->[null]
      ......
      元素n-->[hashCode=n, key.value=z1的数据]

    put和get都首先会调用hashcode方法,去查找相关的key,当有冲突时,再调用equals.

    HashMap基于hashing原理,我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,然后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。

    “如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?”

      一般来说:当我们调用get()方法,HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置,然后获取值对象。如果有两个值对象储存在同一个bucket,他给出答案:将会遍历LinkedList直到找到值对象。面试官会问因为你并没有值对象去比较,你是如何确定确定找到值对象的?除非面试者知道HashMap在LinkedList中存储的是键值对,否则他们不可能回答出这一题。答案是找到bucket位置之后,会调用keys.equals()方法去找到LinkedList中正确的节点,最终找到要找的值对象。

       之所以出现上面的错误是因为他们混淆了hashCode()和equals()方法。因为在此之前hashCode()屡屡出现,而equals()方法仅仅在获取值对象的时候才出现。一些优秀的开发者会指出使用不可变的、声明作final的对象,并且采用合适的equals()和hashCode()方法的话,将会减少碰撞的发生,提高效率。不可变性使得能够缓存不同键的hashcode,这将提高整个获取对象的速度,使用String,Interger这样的wrapper类作为键是非常好的选择。

    “如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量,怎么办?”

    默认的负载因子大小为0.75,也就是说,当一个map填满了75%的bucket时候,和其它集合类(如ArrayList等)一样,将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组,来重新调整map的大小,并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing,因为它调用hash方法找到新的bucket位置。

    “你了解重新调整HashMap大小存在什么问题吗?”

    当多线程的情况下,可能产生条件竞争(race condition)。当重新调整HashMap大小的时候,确实存在条件竞争,因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了,它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中,存储在LinkedList中的元素的次序会反过来,因为移动到新的bucket位置的时候,HashMap并不会将元素放在LinkedList的尾部,而是放在头部,这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了,那么就死循环了。为什么要在多线程的环境下使用HashMap呢?

    总结:

    HashMap基于hashing原理,我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。HashMap使用LinkedList来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在LinkedList的下一个节点中。 HashMap在每个LinkedList节点中储存键值对对象。

    当两个不同的键对象的hashcode相同时会发生什么? 它们会储存在同一个bucket位置的LinkedList中。键对象的equals()方法用来找到键值对。

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