八股day1——HashMap

HashMap

回答重点

• 数组+链表+红黑树
• 超过负载因子会*2扩容，扩容操作比较耗时
• 尾插法，头插法在多线程中可能会形成回路，可以参考BV1n541177Ea

红黑树优化

• 当链表长度超过8时，链表会转变为红黑树，查找复杂度从O（n）降到

  O（logn），如果树中元素低于6，则转换回链表，减少不表的树操作开销

hashCode()和equals()

• hashCode()用于计算hash值，equals()比较两个键是否相同
• equals()相等，对象一定相等，而hashCode()不能推出同样结论

ConcurrentHashMap

• 是 Java 中提供的一个线程安全的哈希表实现，它在多线程环境下提供了高效的并发访问。

• 实现思路：当塞入一个值的时候，先计算key的hash后的下标，如果计算到的下标还未有Node，就通过cas塞入新的Node。如果已经有node则通过synchronized将这个node上锁，这样别的线程就无法访问这个node及其之后的所有结点。若key相等替换value，否则新增一个node同HashMap。

• 结点维护：baseCount可以理解为总结点数，如果修改成功就直接返回，如果失败说明此时有线程在竞争，这时启动planB。既每个线程单独维护自己的数量CounterCell，结果为baseCount+所有CounterCell。好处为减少并发场景对单个成员变量的竞争压力，提高了并发度，也就是LongAdder思想。

cas操作

• 原子操作，compare and swap，它比较内存中的某个值是否为预期值，如果是则更新为新值，否则不做修改。

• 失败重试：如果不等，说明其他线程修改了该值，cas操作失败，一般会利用重试，直到成功。

  优点：

  • 无锁并发，比用锁的性能更高
  • 原子性，性能安全

  缺点：

  • 单变量限制
  • ABA问题：如果一个变量值从A->B->A，cas无法检测到这种变化，可能导致错误（可解决：如引入时间戳检测到变量的变化）

• Atomic类中封装了CAS操作

为什么jdk1.8对HashMap进行了红黑树的改动

• 1.8之前，用链表来解决hash冲突。当hash冲突较多时，链表中的元素增多，查找，插入和删除的时间复杂度从O(1)退化为O(n)。而红黑树的时间复杂度为O(logn)。

• 除了链表长度影响树化，实际上还与数组长度有关。某个桶中元素数量>=8,且数组长度大于等于64，则树化。

• 为什么树化有数组条件限制？因为树化有开销。

• 为什么不能舍弃链表就用红黑树？因为红黑树结点大小是链表结点大小的两倍。