Q：HashMap 的資料結構？
A：雜湊表結構（連結串列雜湊：陣列+連結串列）實現，結合陣列和連結串列的優點。當連結串列長度超過 8 時，連結串列轉換為紅黑樹。
transient Node[] table;

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Q：HashMap 的工作原理？
A：HashMap 底層是 hash 陣列和單向連結串列實現，陣列中的每個元素都是連結串列，由 Node 內部類（實現 Map.Entry 介面）實現，HashMap 通過 put & get 方法儲存和獲取。

儲存物件時，將 K/V 鍵值傳給 put() 方法：①、呼叫 hash(K) 方法計算 K 的 hash 值

，然後結合陣列長度，計算得陣列下標；②、調整陣列大小（當容器中的元素個數大於 capacity * loadfactor 時，容器會進行擴容resize 為 2n）；
③、i.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中不存在，則執行插入，若存在，則發生碰撞；
ii.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它們兩者 equals 返回 true，則更新鍵值對；
iii. 如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它們兩者 equals 返回 false，則插入連結串列的尾部或者紅黑樹中。

（JDK 1.7 之前使用頭插法、JDK 1.8 使用尾插法）
（注意：當碰撞導致連結串列大於 TREEIFY_THRESHOLD = 8 時，就把連結串列轉換成紅黑樹）

獲取物件時，將 K 傳給 get() 方法：①、呼叫 hash(K) 方法（計算 K 的 hash 值）從而獲取該鍵值所在連結串列的陣列下標；②、順序遍歷連結串列，equals()方法查詢相同 Node 連結串列中 K 值對應的 V 值。

hashCode 是定位的，儲存位置；equals是定性的，比較兩者是否相等

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Q：當兩個物件的 hashCode 相同會發生什麼？
A：因為 hashCode 相同，不一定就是相等的（equals方法比較），所以兩個物件所在陣列的下標相同，“碰撞”就此發生。又因為 HashMap 使用連結串列儲存物件，這個 Node 會儲存到連結串列中。

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Q：你知道 hash 的實現嗎？為什麼要這樣實現？
A：JDK 1.8 中，是通過 hashCode() 的高 16 位異或低 16 位實現的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)，主要是從速度，功效和質量來考慮的，減少系統的開銷，也不會造成因為高位沒有參與下標的計算，從而引起的碰撞。

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Q：HashMap 的 table 的容量如何確定？loadFactor 是什麼？ 該容量如何變化？這種變化會帶來什麼問題？
A：①、table 陣列大小是由 capacity 這個引數確定的，預設是16，也可以構造時傳入，最大限制是1<<30；
②、loadFactor 是裝載因子，主要目的是用來確認table 陣列是否需要動態擴充套件，預設值是0.75，比如table 陣列大小為 16，裝載因子為 0.75 時，threshold 就是12，當 table 的實際大小超過 12 時，table就需要動態擴容；
③、擴容時，呼叫 resize() 方法，將 table 長度變為原來的兩倍（注意是 table 長度，而不是 threshold）
④、如果資料很大的情況下，擴充套件時將會帶來效能的損失，在效能要求很高的地方，這種損失很可能很致命。

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Q：HashMap 的遍歷方式及其效能對比
A：主要四種方式：
NO.1：for-each map.keySet() – 只需要K值的時候，推薦使用

for (String key : map.keySet()) {
     map.get(key);
}

NO.2：for-each map.entrySet() – 當需要V值的時候，推薦使用

for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
    entry.getKey();
    entry.getValue();
}

NO.3：for-each map.entrySet() + 臨時變數

Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
    for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
        entry.getKey();
        entry.getValue();
}

NO.4：for-each map.entrySet().iterator()

Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
        entry.getKey();
        entry.getValue();
}

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Q：HashMap，LinkedHashMap，TreeMap 有什麼區別？
A：HashMap 參考其他問題；
LinkedHashMap 儲存了記錄的插入順序，在用 Iterator 遍歷時，先取到的記錄肯定是先插入的；遍歷比 HashMap 慢；
TreeMap 實現 SortMap 介面，能夠把它儲存的記錄根據鍵排序（預設按鍵值升序排序，也可以指定排序的比較器）

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Q：HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用場景？
A：一般情況下，使用最多的是 HashMap。
HashMap：在 Map 中插入、刪除和定位元素時；
TreeMap：在需要按自然順序或自定義順序遍歷鍵的情況下；
LinkedHashMap：在需要輸出的順序和輸入的順序相同的情況下。

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Q：HashMap 和 HashTable 有什麼區別？
A：①、HashMap 是執行緒不安全的，HashTable 是執行緒安全的；
②、由於執行緒安全，所以 HashTable 的效率比不上 HashMap；
③、HashMap最多隻允許一條記錄的鍵為null，允許多條記錄的值為null，而 HashTable 不允許；
④、HashMap 預設初始化陣列的大小為16，HashTable 為 11，前者擴容時，擴大兩倍，後者擴大兩倍+1；
⑤、HashMap 需要重新計算 hash 值，而 HashTable 直接使用物件的 hashCode

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Q：Java 中的另一個執行緒安全的與 HashMap 極其類似的類是什麼？同樣是執行緒安全，它與 HashTable 線上程同步上有什麼不同？
A：ConcurrentHashMap 類（是 Java併發包 java.util.concurrent 中提供的一個執行緒安全且高效的 HashMap 實現）。
HashTable 是使用 synchronize 關鍵字加鎖的原理（就是對物件加鎖）；
而針對 ConcurrentHashMap，在 JDK 1.7 中採用 分段鎖的方式；JDK 1.8 中直接採用了CAS（無鎖演算法）+ synchronized。

另外，HashMap 的鍵值對允許有null，但是ConCurrentHashMap 都不允許。

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Q：HashMap & ConcurrentHashMap 的區別？

A：除了加鎖，原理上無太大區別。

另外，HashMap 的鍵值對允許有null，但是ConCurrentHashMap 都不允許。

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Q：為什麼 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高？

A：HashTable 使用一把鎖（鎖住整個連結串列結構）處理併發問題，多個執行緒競爭一把鎖，容易阻塞；

ConcurrentHashMap
JDK 1.7 中使用分段鎖（ReentrantLock + Segment + HashEntry），相當於把一個 HashMap 分成多個段，每段分配一把鎖，這樣支援多執行緒訪問。鎖粒度：基於 Segment，包含多個 HashEntry。
JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 紅黑樹。鎖粒度：Node（首結點）（實現 Map.Entry）。鎖粒度降低了。

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Q：針對 ConcurrentHashMap 鎖機制具體分析（JDK 1.7 VS JDK 1.8）？
JDK 1.7 中，採用分段鎖的機制，實現併發的更新操作，底層採用陣列+連結串列的儲存結構，包括兩個核心靜態內部類 Segment 和 HashEntry。
①、Segment 繼承 ReentrantLock（重入鎖） 用來充當鎖的角色，每個 Segment 物件守護每個雜湊對映表的若干個桶；
②、HashEntry 用來封裝對映表的鍵-值對；
③、每個桶是由若干個 HashEntry 物件連結起來的連結串列。

JDK 1.8 中，採用Node + CAS + Synchronized來保證併發安全。取消類 Segment，直接用 table 陣列儲存鍵值對；當 HashEntry 物件組成的連結串列長度超過 TREEIFY_THRESHOLD 時，連結串列轉換為紅黑樹，提升效能。底層變更為陣列 + 連結串列 + 紅黑樹。

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Q：ConcurrentHashMap 簡單介紹？
A：
①、重要的常量：
private transient volatile int sizeCtl;
當為負數時，-1 表示正在初始化，-N 表示 N - 1 個執行緒正在進行擴容；
當為 0 時，表示 table 還沒有初始化；
當為其他正數時，表示初始化或者下一次進行擴容的大小。

②、資料結構：
Node 是儲存結構的基本單元，繼承 HashMap 中的 Entry，用於儲存資料；
TreeNode 繼承 Node，但是資料結構換成了二叉樹結構，是紅黑樹的儲存結構，用於紅黑樹中儲存資料；
TreeBin 是封裝 TreeNode 的容器，提供轉換紅黑樹的一些條件和鎖的控制。

③、儲存物件時（put() 方法）：
1.如果沒有初始化，就呼叫 initTable() 方法來進行初始化；
2.如果沒有 hash 衝突就直接 CAS 無鎖插入；
3.如果需要擴容，就先進行擴容；
4.如果存在 hash 衝突，就加鎖來保證執行緒安全，兩種情況：一種是連結串列形式就直接遍歷到尾端插入，一種是紅黑樹就按照紅黑樹結構插入；
5.如果該連結串列的數量大於閥值 8，就要先轉換成紅黑樹的結構，break 再一次進入迴圈
6.如果新增成功就呼叫 addCount() 方法統計 size，並且檢查是否需要擴容。

④、擴容方法 transfer()：預設容量為 16，擴容時，容量變為原來的兩倍。
helpTransfer()：呼叫多個工作執行緒一起幫助進行擴容，這樣的效率就會更高。

⑤、獲取物件時（get()方法）：
1.計算 hash 值，定位到該 table 索引位置，如果是首結點符合就返回；
2.如果遇到擴容時，會呼叫標記正在擴容結點 ForwardingNode.find()方法，查詢該結點，匹配就返回；
3.以上都不符合的話，就往下遍歷結點，匹配就返回，否則最後就返回 null。

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Q：ConcurrentHashMap 的併發度是什麼？
A：程式執行時能夠同時更新 ConccurentHashMap 且不產生鎖競爭的最大執行緒數。預設為 16，且可以在建構函式中設定。當用戶設定併發度時，ConcurrentHashMap 會使用大於等於該值的最小2冪指數作為實際併發度（假如使用者設定併發度為17，實際併發度則為32）