一、Java HashMap的工作原理
面試的時候經常會遇見諸如：“java中的HashMap是怎麼工作的”，“HashMap的get和put內部的工作原理”這樣的問題。
Put :
讓我們看下put方法的實現：
public V put(K key, V value) {
  if (key == null)
   return putForNullKey(value);
  int hash = hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  for (Entry<k , V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
   Object k;
   if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
    V oldValue = e.value;
    e.value = value;
    e.recordAccess(this);
    return oldValue;
   }
  }
  modCount++;
  addEntry(hash, key, value, i);
  return null;
 }
現在我們一步一步來看下上面的程式碼。
    1).對key做null檢查。如果key是null，會被儲存到table[0]，因為null的hash值總是0。
    2).key的hashcode()方法會被呼叫(hashCode方法的定義用到了native關鍵字，表示它是由C或C++採用較為底層的方式來實現的，你可以認為它返回了該物件的記憶體地址；而預設equals

則認為，只有當兩者引用同一個物件時，才認為它們是相等的。)，然後計算hash值。hash值用來找到儲存Entry物件的陣列的索引。有時候hash函式可能寫的很不好，所以JDK的設計者新增

了另一個叫做hash()的方法，它接收剛才計算的hash值作為引數。如果你想了解更多關於hash()函式的東西，可以參考：hashmap中的hash和indexFor方法
    3).indexFor(hash,table.length)用來計算在table陣列中儲存Entry物件的精確的索引。
    4)如果兩個key有相同的hash值(也叫衝突)，他們會以連結串列的形式來儲存。所以，這裡我們就迭代連結串列。用當前Entry的value來替換之前的value。

Get:
現在我們來看下get方法的實現：
public V get(Object key) {
  if (key == null)
   return getForNullKey();
  int hash = hash(key.hashCode());
  for (Entry<k , V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {
   Object k;
   if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
    return e.value;
  }
  return null;
 }

當你傳遞一個key從hashmap獲取value的時候：
    1).對key進行null檢查。如果key是null，table[0]這個位置的元素將被返回。
    2).key的hashcode()方法被呼叫，然後計算hash值。
    3).indexFor(hash,table.length)用來計算要獲取的Entry物件在table陣列中的精確的位置，使用剛才計算的hash值。
    4).在獲取了table陣列的索引之後，會迭代連結串列，呼叫equals()方法檢查key的相等性，如果equals()方法返回true，get方法返回Entry物件的value，否則，返回null。

要牢記以下關鍵點：

    1)HashMap有一個叫做Entry的內部類，它用來儲存key-value對。
    2)上面的Entry物件是儲存在一個叫做table的Entry陣列中。
    3)table的索引在邏輯上叫做“桶”(bucket)，它儲存了連結串列的第一個元素。
    4)key的hashcode()方法用來找到Entry物件所在的桶。
    5)如果兩個key有相同的hash值，他們會被放在table陣列的同一個桶裡面。
    6)key的equals()方法用來確保key的唯一性。
    7)value物件的equals()和hashcode()方法根本一點用也沒有。


二、Hashtable、LinkedHashMap、TreeMap、SortedMap、WeakHashMap、IdentityHashMap、ConcurrentHashMap的區別:
(1) HashMap與HashTable的區別：
a.Hashtable中的物件是執行緒安全的。而HashMap則是非同步的，因此HashMap中的物件並不是執行緒安全的。因為同步的要求會影響執行的效率，所以如果你不需要執行緒安全的集合那麼使用

HashMap是一個很好的選擇，這樣可以避免由於同步帶來的不必要的效能開銷，從而提高效率。
b.值：HashMap可以讓你將空值作為一個表的條目的key或value，但是Hashtable是不能放入空值的。HashMap最多隻有一個key值為null，但可以有無數多個value值為null。
注意：
1、用作key的物件必須實現hashCode和equals方法。
2、不能保證其中的鍵值對的順序
3、儘量不要使用可變物件作為它們的key值。
(2) LinkedHashMap：
     它的父類是HashMap，使用雙向連結串列來維護鍵值對的次序，迭代順序與鍵值對的插入順序保持一致。LinkedHashMap需要維護元素的插入順序，插入效能略低於HashMap，但在迭代訪問元

素時有很好的效能，因為它是以連結串列來維護內部順序。
(3) TreeMap和SortedMap:
Map介面派生了一個SortMap子介面，SortMap的實現類為TreeMap。TreeMap也是基於紅黑樹對所有的key進行排序，有兩種排序方式：自然排序和定製排序。HashMap通常比TreeMap快一點(樹

和雜湊表的資料結構使然)，建議多使用HashMap，在需要排序的Map時候才用TreeMap。
(4) WeakHashMap：
 WeakHashMap與HashMap的用法基本相同，區別在於：後者的key保留物件的強引用，即只要HashMap物件不被銷燬，其物件所有key所引用的物件不會被垃圾回收;WeakHashMap適合短時間內就

過期的快取時最好使用weakHashMap，它包含了一個自動呼叫的方法expungeStaleEntries，這樣就會在值被引用後直接執行這個隱含的方法，將不用的鍵清除掉。
(5) IdentityHashMap類：
IdentityHashMap與HashMap基本相似，只是當兩個key嚴格相等時，即key1==key2時，它才認為兩個key是相等的 。IdentityHashMap也允許使用null，但不保證鍵值對之間的順序。
(6) EnumMap類：
1、EnumMap中所有key都必須是單個列舉類的列舉值，建立EnumMap時必須顯示或隱式指定它對應的列舉類。
2、EnumMap根據key的自然順序，即列舉值在列舉類中定義的順序，來維護鍵值對的次序。
3、EnumMap不允許使用null作為key值，但value可以。
(7) ConcurrentHashMap：
1.ConcurrentHashMap對整個桶陣列進行了分段，而HashMap則沒有
2.ConcurrentHashMap在每一個分段上都用鎖進行保護，從而讓鎖的粒度更精細一些，併發效能更好，而HashMap沒有鎖機制，不是執行緒安全的。


三、紅黑樹的理解？
紅黑樹是一種自平衡二叉查詢樹，紅黑樹是一種很有意思的平衡檢索樹；每次插入的時候都要進行計算，保證二叉樹的平衡；如果有2的N次方資料量級，查詢的時候只需要查詢N次即可。
我們對任何有效的紅黑樹加以如下增補要求:
        1.節點是紅色或黑色。
        2.根是黑色。
        3.所有葉子（外部節點）都是黑色。
        4.每個紅色節點的兩個子節點都是黑色。(從每個葉子到根的所有路徑上不能有兩個連續的紅色節點)
        5.從每個葉子到根的所有路徑都包含相同數目的黑色節點。
 這些約束強制了紅黑樹的關鍵屬性: 從根到葉子的最長的可能路徑不多於最短的可能路徑的兩倍長。結果是這個樹大致上是平衡的。