面试知识点总结之集合框架TreeSet/TreeMap/ConcurrentHashMap/...

TreeSet：

首先 set是可以去重的，tree是实现排序的,总结：

TreeSet是一个包含有序的且没有重复元素的集合，通过TreeMap实现

它继承了AbstractSet抽象类，实现了NavigableSet<E>，Cloneable，Serializable接口。

TreeSet是基于TreeMap实现的，TreeSet的元素支持2种排序方式：自然排序或者根据提供的Comparator进行排序。

 

TreeMap:

TreeMap可以比较元素大小，会对传入的key进行大小排序。自然顺序，自定义的比较器来进行排序；

数据结构：红黑树

TreeMap的基本操作 containsKey、get、put 和 remove 的时间复杂度是 log(n) 。 

 

ConcurrentHashMap:

 JDK1.7 和 JDK1.8 的实现方式不同

这里介绍JDK1.8

Node数组+链表+红黑树结构；在锁的实现上，抛弃了原有的 Segment 分段锁，采用CAS + synchronized实现更加细粒度的锁。

将锁的级别控制在了更细粒度的哈希桶数组元素级别，也就是说只需要锁住这个链表头节点（红黑树的根节点），就不会影响其他的哈希桶数组元素的读写，大大提高了并发度。

JDK1.8 中为什么使用内置锁 synchronized替换 可重入锁 ReentrantLock？

• 在 JDK1.6 中，对 synchronized 锁的实现引入了大量的优化，并且 synchronized 有多种锁状态，会从无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁一步步转换。
• 减少内存开销 。假设使用可重入锁来获得同步支持，那么每个节点都需要通过继承 AQS 来获得同步支持。但并不是每个节点都需要获得同步支持的，只有链表的头节点（红黑树的根节点）需要同步，这无疑带来了巨大内存浪费。

如何put

1. 根据 key 计算出 hash 值；
2. 判断是否需要进行初始化；
3. 定位到 Node，拿到首节点 f，判断首节点 f：

• 如果为 null ，则通过 CAS 的方式尝试添加；
• 如果为 f.hash = MOVED = -1 ，说明其他线程在扩容，参与一起扩容；
• 如果都不满足 ，synchronized 锁住 f 节点，判断是链表还是红黑树，遍历插入；

 

　　4. 当在链表长度达到 8 的时候，数组扩容或者将链表转换为红黑树。

get

1. 根据 key 计算出 hash 值，判断数组是否为空；
2. 如果是首节点，就直接返回；
3. 如果是红黑树结构，就从红黑树里面查询；
4. 如果是链表结构，循环遍历判断。

get 方法不需要加锁。因为 Node 的元素 value 和指针 next 是用 volatile 修饰的，在多线程环境下线程A修改节点的 value 或者新增节点的时候是对线程B可见的。

 

ConcurrentHashMap 不支持 key 或者 value 为 null 的原因？

 

我们先来说value 为什么不能为 null。因为 ConcurrentHashMap 是用于多线程的 ，如果ConcurrentHashMap.get(key)得到了 null ，这就无法判断，是映射的value是 null ，还是没有找到对应的key而为 null ，就有了二义性。

而用于单线程状态的 HashMap 却可以用containsKey(key) 去判断到底是否包含了这个 null 。

--原文链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/346803874