最近几天，在这样的大环境下显得疲惫不堪，但是我还是写下了这篇文章，希望对任何人都有用。

HashMap是我们经常用到的数据结构，由数组和链表组成的数据结构如下图所示

上方是一张数组图片，数组里面每个地方都存了Key-Value这样的实例，值得注意的是在java7版本中叫Entry，而在Java8里面叫做Node(节点)。因为初始化的时候所有的位置都是Null，在执行插入操作的时候会根据hash算法把key作为健得出一个Index的值。

好比如我put(“老婆”，114)的操作，则我插入了“老婆”这个元素，这个时候会把"老婆"作为hash函数的参数，计算出插入在数组的那个位置，如果根据哈希算法计算出index=2那结果如下图所示

hash(“老婆”)=2

面试官：你刚才提到了链表，为啥有数组还需要链表，链表又是什么？

我们都知道数组的长度是有限的，在有限的数组长度内我们使用哈希，哈希本身就有概率性，当执行put("l老婆"，114)和put("老公",220)这就计算了两个哈希，有几率计算出的哈希值会一样，就像上面的一样我再次哈希put("老公",220)极端情况下也会哈希到一个值上，那就只能用链表表达。

如下图。

每一个节点(Node)都会保存自身的hash,key,value，以及下一个节点，这是Node的源码

数组存储的是Node，next代表下一个hash相同的元素，就形成了一个想链条一样的永远都不会断。

面试官：既然说到了链表，那你说下新的Enter节点在插入的时候，是怎么插入的呢

java8之前插入的顺序是往头部插入，就是说新来的元素会取代原来的元素，原来旧的元素就顺便推到链表中去，也就是说新元素next指向的是旧的元素。但是在java8之后，都是所有的尾部插入了。

面试官：我很好奇为啥改为尾部插入了呢？

这个问题！！！还好我饱读诗书，看我细细道来！！

有些人认为是java作者的随机性而为，没有杀luan用，其实暗藏玄机，首先我们看下HashMap的扩容机制：

我提到了数组的容量是有限的，数据经过多次插入，到达一定数量就会用完，所以会进行自动扩容，也就是resize的操作。

面试官：什么时候会触发resize扩容的操作？

扩容有两个因素影响：

• Capocity:HashMap当前长度。
• LoadFactor:负载因子，默认值0.75f

如何理解？例如，当前容量为100，让你存入76个元素的时候，不会立马执行存入操作，而是每次插插入的时候都是判断是否需要进行resize，如果是那就扩容，但是HashMap也不是那么简单的阔大点容量就行了。

面试官：MashMap遇到需要扩容是是怎么扩容的？

• 分两步走：
• 扩容：创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍
  ReHash：遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组
  面试官：为什么要重新Hash呢，直接复制过去不香么？
  卧槽这个问题提得好！有点知识盲区呀！

1x1得 1 1x2 得 2 …. 有了，我想起来敖丙那天晚上在我耳边的话了：假如我年少有为不自卑，懂得什么是珍贵，那些美梦没给你，我一生有愧….什么鬼！

面试官：是因为长度扩大以后，Hash的规则也随之改变。

Hash的公式---> index = HashCode(Key) & (Length - 1)
原来长度(Length)是8你位运算出来的值是2 ，新的长度是16你位运算出来的值明显不一样了。
扩容前：

扩容后：

面试官：继续问题，为啥之前用头部插法，java8之后改用尾部插法了呢？

我就先举个例子吧，现在往一个容量大小为2的put两个值，负载因子是0.75是不是我们在put第二个的时候就会进行resize？
2*0.75 = 1 所以插入第二个就要resize了
现在我们要在容量为2的容器里面用不同线程插入A，B，C，假如我们在resize之前打个短点，那意味着数据都插入了但是还没resize那扩容前可能是这样的。

我们可以看到链表的指向变成了这样的画风，元素A-〉B-〉C，

A的下一个指针指向B，B再指向C,

突然就变得奇怪了！！！

因为resize的赋值方式，也就是使用了单链表的头插入方式，同一位置上新元素总会被放在链表的头部位置，在旧数组中同一条Entry链上的元素，通过重新计算索引位置后，有可能被放到了新数组的不同位置上。

可能存在以下情况。你觉得有什么问题吗？

B指向了A

一旦几个线程都调整完毕，就可能出现环形链表，这个时候如果发生取值的操作悲剧就来了。

环形链表 B-〉A-〉B

面试官：不错，看来你理解的差不了。那java8的尾部插入是怎么回事？

因为在java8版本的HashMap中引入了红黑树，红黑树的引入大大的提高了HashMap的性能，原本只是O(n)的时间复杂度降低到了O(logn).

关于红黑树我在其他的专栏有专门的讲过，本篇讲的是散列表暂不涉及红黑树。

使用头插会改变链表的上的顺序，但是如果使用尾插，在扩容的时候依然会保持链表原本的顺序，避免了链表成死环的问题。原本A-〉B，扩容之后依然能保持链表的顺序。

在java7版本的HashMap中，当在多线程环境下可能会造成死循环，原因是扩容转移后前后链表顺序倒置，在转移过程中修改了原来链表中节点的引用关系。

Java 8在相同的多线程环境下不会导致死循环，因为在扩容转移之后，链表顺序保持不变，并且保持了以前节点的引用关系。

面试官：那是不是意味着java8的HashMap可以在多线程环境下运行？

就算在java8版本HashMap得以修复一部分缺陷，但是通过源码得知put/get这两个方法都没有加入同步锁，因此出现出现最极端的情况是：无法保证上一秒put的值，下一秒get的时候还是原来的值，线程安全依然无法保障。

面试官：可以，可以今天你是回答得最好的。不过HashMap初始化容量是多少？

16

面试官：知道为什么是16吗？

突然脑子像被电了一下，噢噢，都想起来了看我这记性

在1.8jdk236行中有这行1<<4

使用位运算结果为16。

面试官：为啥用位运算呢，直接写16不好吗？

我赶紧把源码从头想一边，有了。

值一般最好要填2的幂，这样做的好处在于位运算比简单的数字计算效率真的高了好多，而之所以选择16位初始大小，是为了服务将Key映射到index的算法。

我前面说了所有的key我们都会拿到他的hash，但是我们怎么尽可能的得到一个均匀分布的hash呢？
是的我们通过Key的HashCode值去做位运算，通过用位的方式也提高了不少。

我们再看下index的计算公式：index = HashCode(Key) & (Length- 1)

面试官：为啥用16不用其他的值作为初始值呢？
因为在使用不是2的幂的数字的时候，Length-1的值是所有二进制位全为1，这种情况下，index的结果等同于HashCode后几位的值。
只要输入的HashCode本身分布均匀，Hash算法的结果就是均匀的。
这是为了实现均匀分布。

面试官：用HashMap的例子说明，当我们重写equals方法的时候需要重写hashCode方法的？

因为在java中，所有的对象都是继承于Object类。Ojbect类中有两个方法equals、hashCode，这两个方法都是用来比较两个对象是否相等的。
在未重写equals方法我们是继承了object的equals方法，那里的 equals是比较两个对象的内存地址，显然我们new了2个对象内存地址肯定不一样
对于值对象，==比较的是两个对象的值
对于引用对象，比较的是两个对象的地址
大家是否还记得我说的HashMap是通过key的hashCode去寻找index的，那index一样就形成链表了，也就是说”老公“和”老婆“的index都可能是2，在一个链表上的。
我们去get的时候，他就是根据key去hash然后计算出index，找到了2，那我怎么找到具体的”老婆“还是”老公“呢？
equals！是的，所以如果我们对equals方法进行了重写，建议一定要对hashCode方法重写，以保证相同的对象返回相同的hash值，不同的对象返回不同的hash值。
不然一个链表的对象，你哪里知道你要找的是哪个，到时候发现hashCode都一样，这不是完犊子嘛。

面试官：你能说说在场景中如果需要用到线程安全怎么办？

在这样的场景中，我们通常使用hashtable或者current HashMap，但是由于前者的并发性，基本上没有使用场景，所以当线程不安全时，我们都使用correnthashmap解决。在correnthashmap1.8的get方法上，使用了锁的机制

我今天的这篇文章中就重点介绍了在面试中常见的题，只要考官问到HashMap那么基本没有问题。

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