HashMap 面试二十一问!,腾讯 Java 面试必问
TreeMap?实现?SortMap?接口,能够把它保存的记录根据键排序(默认按键值升序排序,也可以指定排序的比较器)
13.HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用场景?
一般情况下,使用最多的是 HashMap。
HashMap:在 Map 中插入、删除和定位元素时;
TreeMap:在需要按自然顺序或自定义顺序遍历键的情况下;
LinkedHashMap:在需要输出的顺序和输入的顺序相同的情况下。
14.HashMap 和 HashTable 有什么区别?
HashMap 是线程不安全的,HashTable 是线程安全的;
由于线程安全,所以 HashTable 的效率比不上 HashMap;
HashMap 最多只允许一条记录的键为 null,允许多条记录的值为 null,而 HashTable 不允许;
HashMap 默认初始化数组的大小为 16,HashTable 为 11,前者扩容时,扩大两倍,后者扩大两倍+1;
HashMap 需要重新计算 hash 值,而 HashTable 直接使用对象的 hashCode
15.Java 中的另一个线程安全的与 HashMap 极其类似的类是什么?同样是线程安全,它与 HashTable 在线程同步上有什么不同?
ConcurrentHashMap 类(是 Java 并发包 java.util.concurrent 中提供的一个线程安全且高效的 Has 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》开源 hMap 实现)。
HashTable 是使用 synchronize 关键字加锁的原理(就是对对象加锁);
而针对 ConcurrentHashMap,在 JDK 1.7 中采用?分段锁的方式;JDK 1.8 中直接采用了 CAS(无锁算法)+ synchronized。
往期汇总:[001 期~150 期汇总](()
16.HashMap & ConcurrentHashMap 的区别?
除了加锁,原理上无太大区别。另外,HashMap 的键值对允许有 null,但是 ConCurrentHashMap 都不允许。
17.为什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高?
HashTable 使用一把锁(锁住整个链表结构)处理并发问题,多个线程竞争一把锁,容易阻塞;
ConcurrentHashMap
JDK 1.7 中使用分段锁(ReentrantLock + Segment + HashEntry),相当于把一个 HashMap 分成多个段,每段分配一把锁,这样支持多线程访问。锁粒度:基于 Segment,包含多个 HashEntry。
JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 红黑树。锁粒度:Node(首结点)(实现 Map.Entry<K,V>)。锁粒度降低了。
18.针对 ConcurrentHashMap 锁机制具体分析(JDK 1.7 VS JDK 1.8)?
JDK 1.7 中,采用分段锁的机制,实现并发的更新操作,底层采用数组+链表的存储结构,包括两个核心静态内部类 Segment 和 HashEntry。
Segment 继承 ReentrantLock(重入锁)?用来 Java 开源项目【ali1024.coding.net/public/P7/Java/git】 充当锁的角色,每个 Segment 对象守护每个散列映射表的若干个桶;
HashEntry 用来封装映射表的键-值对;
每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表
JDK 1.8 中,采用 Node + CAS + Synchronized 来保证并发安全。取消类 Segment,直接用 table 数组存储键值对;当 HashEntry 对象组成的链表长度超过 TREEIFY_THRESHOLD 时,链表转换为红黑树,提升性能。底层变更为数组 + 链表 + 红黑树。
19.ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中,为什么要使用内置锁 synchronized 来代替重入锁 ReentrantLock?
粒度降低了;
JVM 开发团队没有放弃 synchronized,而且基于 JVM 的 synchronized 优化空间更大,更加自然。
在大量的数据操作下,对于 JVM 的内存压力,基于 API 的 ReentrantLock 会开销更多的内存。
20.ConcurrentHashMap 简单介绍?
①、重要的常量:
private transient volatile int?sizeCtl;
当为负数时,-1 表示正在初始化,-N 表示 N - 1 个线程正在进行扩容;
当为 0 时,表示 table 还没有初始化;
当为其他正数时,表示初始化或者下一次进行扩容的大小。
②、数据结构:
Node 是存储结构的基本单元,继承 HashMap 中的 Entry,用于存储数据;
TreeNode 继承 Node,但是数据结构换成了二叉树结构,是红黑树的存储结构,用于红黑树中存储数据;
TreeBin 是封装 TreeNode 的容器,提供转换红黑树的一些条件和锁的控制。
③、存储对象时(put()?方法):
如果没有初始化,就调用 initTable() 方法来进行初始化;
如果没有 hash 冲突就直接 CAS 无锁插入;
如果需要扩容,就先进行扩容;
如果存在 hash 冲突,就加锁来保证线程安全,两种情况:一种是链表形式就直接遍历到尾端插入,一种是红黑树就按照红黑树结构插入;
如果该链表的数量大于阀值 8,就要先转换成红黑树的结构,break 再一次进入循环
如果添加成功就调用 addCount() 方法统计 size,并且检查是否需要扩容。
④、扩容方法 transfer():默认容量为 16,扩容时,容量变为原来的两倍。
helpTransfer():调用多个工作线程一起帮助进行扩容,这样的效率就会更高。
⑤、获取对象时(get()方法):
计算 hash 值,定位到该 table 索引位置,如果是首结点符合就返回;
如果遇到扩容时,会调用标记正在扩容结点 ForwardingNode.find()方法,查找该结点,匹配就返回;
以上都不符合的话,就往下遍历结点,匹配就返回,否则最后就返回 null。
21.ConcurrentHashMap 的并发度是什么?
程序运行时能够同时更新 ConccurentHashMap 且不产生锁竞争的最大线程数。默认为 16,且可以在构造函数中设置。当用户设置并发度时,ConcurrentHashMap 会使用大于等于该值的最小 2 幂指数作为实际并发度(假如用户设置并发度为 17,实际并发度则为 32)
参考博客:
https://www.cnblogs.com/heqiyoujing/p/11143298.html
https://www.jianshu.com/p/75adf47958a7
Docker 步步实践
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②基本概念
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