## 前言 > **文字已收錄至我的GitHub**：[https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y](https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y)，有300多篇原創文章，最近在**連載面試**系列！ 我，三歪，最近開始寫面試系列。我給這個面試系列取了一個名字，叫做《**求求大廠給個Offer**》 所以這篇文章叫做《**求求大廠給個Offer：Map面試題**》 接下來就開始吧。 ## 面試現場  三歪：“我叫三歪，這幾年寫了300+原創技術文章，近1000頁的**原創**電子書和多個知識點的思維導圖。我的願景是：**只要關注我並三連的同學都可以拿到大廠offer**。我的....”   三歪：“Map在Java裡邊是一個介面，常見的實現類有HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和ConcurrentHashMap”  三歪：“首先要明確的是：在Java裡邊，雜湊表的結構是`陣列+連結串列`的方式。HashMap底層資料機構是`陣列+連結串列/紅黑樹`、LinkedHashMap底層資料結構是`陣列+連結串列+雙向連結串列`、TreeMap底層資料結構是紅黑樹，而ConcurrentHashMap底層資料結構也是`陣列+連結串列/紅黑樹`” 面試官：“我們先以HashMap開始吧，你能講講當你`new`一個HashMap的時候，會發生什麼嗎？” 三歪：“HashMap有幾個構造方法，但最主要的就是指定初始值大小和負載因子的大小。如果我們不指定，預設HashMap的大小為`16`，負載因子的大小為`0.75`” 三歪：“HashMap的大小隻能是**2次冪**的，假設你傳一個10進去，實際上最終HashMap的大小是16，你傳一個7進去，HashMap最終的大小是8，具體的實現在`tableSizeFor`可以看到。我們把元素放進HashMap的時候，需要算出這個元素所在的位置（hash）。在HashMap裡用的是**位運算**來代替取模，能夠更加**高效**地算出該元素所在的位置。為什麼HashMap的大小隻能是2次冪，因為只有大小為2次冪時，**才能合理用位運算替代取模**。” 三歪：“而負載因子的大小決定著雜湊表的**擴容**和**雜湊衝突**。比如現在我預設的HashMap大小為16，負載因子為0.75，這意味著陣列最多隻能放12個元素，一旦超過12個元素，則雜湊表需要擴容。怎麼算出是12呢？很簡單，就是`16*0.75`。每次`put`元素進去的時候，都會檢查HashMap的大小有沒有超過這個閾值，如果有，則需要擴容。” 三歪：“鑑於上面的說法（HashMap的大小隻能是2次冪），所以擴容的時候時候預設是擴原來的2倍” 三歪：“顯然擴容這個操作肯定是耗時的，那我能不能把**負載因子調高**一點，比如我要調至為1，那我的HashMap就等到16個元素的時候才擴容呢。顯然是可以的，但是不推薦。負載因子調高了，這意味著**雜湊衝突的概率**會增高，雜湊衝突概率增高，同樣會耗時（因為查詢的速度變慢了）”  三歪：“實現就在`hash`方法上，可以發現的是，它是先算出正常的雜湊值，然後與**高16位**做異或運算，產生最終的雜湊值。這樣做的好處可以**增加了隨機性**，減少了碰撞衝突的可能性。”  三歪：”在`put`的時候，首先對key做hash運算，計算出該key所在的index。如果沒碰撞，直接放到陣列中，如果碰撞了，需要判斷目前資料結構是連結串列還是紅黑樹，根據不同的情況來進行插入。假設key是相同的，則替換到原來的值。最後判斷雜湊表是否滿了(當前雜湊表大小`*`負載因子），如果滿了，則擴容“ 三歪：”在`get`的時候，還是對key做hash運算，計算出該key所在的index，然後判斷是否有hash衝突，假設沒有直接返回，假設有則判斷當前資料結構是連結串列還是紅黑樹，分別從不同的資料結構中取出。“  三歪：”首先會比較hash值，隨後會用`==`運算子和`equals()`來判斷該元素是否相同。說白了就是：如果只有hash值相同，那說明該元素雜湊衝突了，如果hash值和`equals() || ==` 都相同，那說明該元素是同一個。“  三歪：”當陣列的大小大於**64**且連結串列的大小大於**8**的時候才會將連結串列改為紅黑樹，當紅黑樹大小為**6**時，會退化為連結串列。這裡轉紅黑樹退化為連結串列的操作主要出於**查詢和插入時對效能的考量**。連結串列查詢時間複雜度O(N)，插入時間複雜度O(1)，紅黑樹查詢和插入時間複雜度O(logN)“  三歪：“其實在日常開發中LinkedHashMap用得不多。在前面也提到了，LinkedHashMap底層結構是`陣列+連結串列+雙向連結串列`”，實際上它**繼承**了HashMap，在HashMap的基礎上維護了一個**雙向連結串列**。有了這個雙向連結串列，我們的插入可以是“有序”的，這裡的有序不是指大小有序，而是**插入有序**。 三歪：“LinkedHashMap在遍歷的時候實際用的是雙向連結串列來遍歷的，所以LinkedHashMap的大小不會影響到遍歷的效能”  三歪：“TreeMap在現實開發中用得也不多，TreeMap的底層資料結構是紅黑樹，TreeMap的key不能為null（如果為null，那還怎麼排序呢），TreeMap有序是通過Comparator來進行比較的，**如果comparator為null，那麼就使用自然順序**”  三歪：“HashMap不是執行緒安全的，在多執行緒環境下，HashMap有可能會有資料丟失和獲取不了最新資料的問題，比如說：執行緒A`put`進去了，執行緒B`get`不出來。我們想要執行緒安全，可以使用ConcurrentHashMap”  三歪：“ConcurrentHashMap是執行緒安全的Map實現類，它在`juc`包下的。執行緒安全的Map實現類除了ConcurrentHashMap還有一個叫做Hashtable。當然了，也可以使用Collections來包裝出一個執行緒安全的Map。但無論是Hashtable還是Collections包裝出來的都比較低效（因為是直接在外層套synchronize），所以我們一般有執行緒安全問題考量的，都使用ConcurrentHashMap” 三歪：“ConcurrentHashMap的底層資料結構是`陣列+連結串列/紅黑樹`，它能支援高併發的訪問和更新，是執行緒安全的。ConcurrentHashMap通過在**部分加鎖**和**利用CAS演算法**來實現同步，在`get`的時候沒有加鎖，Node都用了`volatile`給修飾。在擴容時，會給每個執行緒分配對應的**區間**，並且為了防止`putVal`導致資料不一致，會給執行緒的所負責的區間加鎖”  三歪：“不能，我不會”  三歪：“我在學習的時候也看過JDK7的HashMap和ConcurrentHashMap，其實還是有很多不一樣的地方，比如JDK 7 的HashMap在擴容時是頭插法，在JDK8就變成了尾插法，在JDK7 的HashMap還沒有引入紅黑樹....ConcurrentHashMap 在JDK7 還是使用分段鎖的方式來實現，而JDK 8 就又不一樣了。但JDK 7細節我大多數都忘了。” 三歪：“我就沒用過JDK 7的API，我想著現在最低應該也是用JDK8了吧？所以我就沒去仔細看了。**要不我給你講講多執行緒相關的知識唄？**”  三歪：“哦” ## 題外話 針對這次的面試可能你想了解更多Map的細節，比如說`Map基礎知識/HashMap/LinkedHashMap/TreeMap/ConcurrentHashMap`的原始碼，可以在微信搜「**Java3y**」回覆「**Map**」即可獲取我之前寫的**原創**文章。 #### 涵蓋Java後端所有知識點的開源專案，已有10K+ star！內含1000+頁原創電子書！！！ - [GitHub](https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y) - [Gitee訪問更快](https://gitee.com/zhongfucheng/Java3y) PDF文件的內容**均為手打**，有任何的不懂都可以直接**來問我**