前言

HashMap是面試必備的一個知識點，無論你是初級中級還是高階，基本上逃不過這個問題，下面的內容很簡單，只要你理解了其中的含義，這對你使用hashmap和麵試都是很有幫助的。

正文

首先開啟HashMap，看看中都定義了哪些成員變數。

解釋幾個重點的變數

transient int size：記錄了Map中KV對的個數

loadFactor 裝載因子，用來衡量HashMap滿的程度。loadFactor的預設值為0.75f（static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;）

int threshold; 臨界值，當實際KV個數超過threshold時，HashMap會將容量擴容，threshold＝容量（capacity）*載入因子（loadFactor）

一個重要的概念，容器的容量，capacity：DEFAULT_INITIAL_CAPACITY= 1 << 4; // aka 16

size 和 capacity

HashMap中的size和capacity之間的區別其實解釋起來也挺簡單的。我們知道，HashMap就像一個“桶”，那麼capacity就是這個桶“當前”最多可以裝多少元素，而size表示這個桶已經裝了多少元素。當達到擴容條件的時候，就需要進行擴容了，會從16擴容成32，依次都是2的冪。如下程式碼

 @Test
    public  void  test19() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        map.put("key", "value");
        Class<?> mapType = map.getClass();
        Method capacity = mapType.getDeclaredMethod("capacity");
        capacity.setAccessible(true);
        System.out.println("capacity : " + capacity.invoke(map));

        Field size = mapType.getDeclaredField("size");
        size.setAccessible(true);
        System.out.println("size : " + size.get(map));
}
 

我們定義了一個新的HashMap，並向其中put了一個元素，然後通過反射的方式列印capacity和size。輸出結果為：capacity : 16、size : 1 

一個HashMap預設的容量（capacity）是16，原因是可以使用按位與替代取模來提升hash的效率。 

下面我來通過構造方法指定容量大小，大家在看一看這個“桶”的實際大小是多少。

@Test
    public  void  test19() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(7);
        map.put("key", "value");
        Class<?> mapType = map.getClass();
        Method capacity = mapType.getDeclaredMethod("capacity");
                capacity.setAccessible(true);
        System.out.println("capacity : " + capacity.invoke(map));
}
 

分別把7改成10 和63，然後執行

控制檯分別輸出capacity : 8、capacity : 16、capacity : 64。

我來解釋一下為什麼是這三個容量

通過建構函式指定了一個數字作為容量，那麼Hash會選擇大於該數字的第一個2的冪作為容量

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(7);

就是最接近7以上還有誰是2的冪，肯定是8啊，2*2*2=8 ，假如是63就是capacity=64，因為64是63 下一個2次方的數。所以啊，如果各位同學想指定這個“桶”的大小時最好你就直接指定2的次方數，免得你還的算。

下面講HashMap擴容機制

首先就是時候擴容，擴容的條件是什麼

擴容條件就是當HashMap中的元素個數（size）超過臨界值（threshold）時就會自動擴容。

threshold（臨界值） = loadFactor（裝載因子預設值為0.75f） * capacity（容量）。

預設情況下，當其size大於12(16*0.75)時就會觸發擴容。

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(7,0.7f);

HashMap中還提供了一個支援傳入initialCapacity,loadFactor兩個引數的方法，來初始化容量和裝載因子。不過，一般不建議修改loadFactor的值

下面給讀者一些死記硬背的套話，面試基本上是這個問答套路

1.Hashtable是執行緒安全的，它的每個方法中都加入了Synchronize方法

2.HashMap是繼承自AbstractMap類，而HashTable是繼承自Dictionary類。不過它們都實現了同時實現了map、Cloneable（可複製）、Serializable（可序列化）這三個介面

3.當需要多執行緒操作的時候可以使用執行緒安全的ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap雖然也是執行緒安全的，但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因為ConcurrentHashMap使用了分段鎖，並不對整個資料進行鎖定

4.HashMap的get過程是先得到key的hash值，再把這個hash值與length-1按位與（取餘），得到table陣列的下標。取出這個下標值的key，與傳入的key比較，如果相同那就是這個了。如果不同呢，那就沿著這個單向連結串列向後找，直到找到或找到結束也找不到。這裡的length是有特點的，是2的n次方。

5.HashMap擴容機制是在put時，容量不夠用的時候。因為每個元素都是一個單向連結串列，所以map裡放的實際數量總是大於等於申請的空間。

6.HashMap可以接受null鍵值和值，而Hashtable則不能。

7.HashMap是非synchronized所以HashMap很快。

8.hashcode相同，所以兩個物件是相等的，HashMap將會丟擲異常，或者不會儲存它們。然後面試官可能會提醒他們有equals()和hashCode()兩個方法，並告訴他們兩個物件就算hashcode相同，但是它們可能並不相等。一些面試者可能就此放棄，而另外一些還能繼續挺進，他們回答“因為hashcode相同，所以它們的bucket位置相同，‘碰撞’會發生。因為HashMap使用連結串列儲存物件，這個Entry(包含有鍵值對的Map.Entry物件)會儲存在連結串列中。”這個答案非常的合理，雖然有很多種處理碰撞的方法，這種方法是最簡單的，也正是HashMap的處理方法
9.當一個map填滿了75%的bucket時候，和其它集合類(如ArrayList等)一樣，將會建立原來HashMap大小的兩倍的bucket陣列，來重新調整map的大小，並將原來的物件放入新的bucket陣列中。這個過程叫作rehashing，因為它呼叫hash方法找到新的bucket位置
。

10.當重新調整HashMap大小的時候，確實存在條件競爭，因為如果兩個執行緒都發現HashMap需要重新調整大小了，它們會同時試著調整大小。在調整大小的過程中，儲存在連結串列中的元素的次序會反過來，因為移動到新的bucket位置的時候，HashMap並不會將元素放在連結串列的尾部，而是放在頭部，這是為了避免尾部遍歷(tail traversing)。如果條件競爭發生了，那麼就死迴圈了。這個時候，你可以質問面試官，為什麼這麼奇怪，要在多執行緒的環境下使用HashMap呢？

任何一個小小的知識點都可以無限延伸，都可以追溯到硬體、計算機底層原理。

大多數問題都在這，有些面試官非要問到你不會為止，一直追問到底，最後都問到硬體了，你就說不會吧，給他點面子，萬一答上來他會很沒面子。

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