写点什么

HashMap 面试二十一问!,腾讯 Java 面试必问

  • 2022 年 4 月 22 日
  • 本文字数:2257 字

    阅读完需:约 7 分钟

  • 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

目录文档:




①Docker 简介


②基本概念


③安装 Docker



④使用镜像:



⑤操作容器:



⑥访问仓库:



⑦数据管理:



⑧使用网络:



⑨高级网络配置:



⑩安全:



?底层实现:



?其他项目:



用户头像

还未添加个人签名 2022.04.13 加入

还未添加个人简介

评论

发布
暂无评论
HashMap 面试二十一问!,腾讯Java面试必问_Java_爱好编程进阶_InfoQ写作社区