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用jsp做校园网站,新版阿里指数官网,广东东莞公司,centos amh wordpressJava面试题周总结 HashMap HashMap实现原理 Java 1.7版本 在Java1.7中HashMap通过数组链表的方式实现,由于链表查询速度为O(n),因此在插入大量元素后查询速度会明显降低。 Java 1.8版本 在Java1.8中对HashMap进行改进,采用数组链表/红黑…

Java面试题周总结


HashMap

HashMap实现原理

Java 1.7版本

在Java1.7中HashMap通过数组+链表的方式实现,由于链表查询速度为O(n),因此在插入大量元素后查询速度会明显降低。

Java 1.8版本

在Java1.8中对HashMap进行改进,采用数组+链表/红黑树实现数据存储。在使用HashMap过程中当数组长度达到64且链表长度为8时会自动转换为红黑树,而当链表长度小于6时又会退化为链表。

红黑树是一种自平衡二叉搜索树,通过使用双倍于链表节点的空间换取O(logn)的数据查询速度,典型的以空间换时间。


HashMap底层实现

Java1.7拉链法

拉链法就是数组+链表组合,遇到Hash冲突时先判断HashCode相同则覆盖,不相同就插入。链表里存放的是一个键值对,我们Hash冲突时,用Hash值找到桶的位置,再遍历链表,通过key找到我们对应的键值对

Java1.8红黑树

当HashMap空间不够用时优先扩容数组,当数组长度为64且链表长度为8时则链表转换为红黑树。


常见解决Hash冲突的方法

拉链法

在Java1.7中使用数组+链表的数据存储方式,当出现Hash碰撞时通过在链表中逐一比对存储对象的hash值,相同的覆盖,不同的向后插入

重Hash法

当发生Hash碰撞之后,将发生碰撞的对象再次进行Hash值计算,得出结果后再存入。

开放寻址

在哈希表中找到另一个可用的位置来存储冲突的键值对。

扩容

扩容哈希桶,降低碰撞风险。


HashMap是否是线程安全

  • 答案:非线程安全
    1. 扩容策略的线程不安全
    2. 多线程下put方法使用不当导致前一个key被后一个key覆盖
Java1.7头插法

Java1.7的HashMap使用数组+链表的方式,而在向链表插入数据时使用头插法,因此在多线程插入数据时由于缺乏同步机制,导致链表的next可能会指向自己形成循环链表。

Java1.8尾插法

Java1.8中对链表插入方法进行改进,从原先的头插法变为尾插法。防止生成循环链表。但是在多线程put下依然会存在数据不一致的问题。

解决方案(Java1.8)
  • 使用synchronized关键字+CAS
  • 使用ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap底层原理

Java1.7

在Java1.7中ConcurrentHashMap通过Segment分段锁实现。Segment数组不可扩容,默认长度为16,刚好是ConcurrentHashMap初始化后的长度,因此ConcurrentHashMap支持16个线程并发操作。

Segment默认分段为16,每个部分都相当于一个哈希表。Segment自带锁,因此可以实现并发。

Java1.8

在Java1.8中通过synchronized和CAS实现并发,加锁粒度为链表(红黑树)节点。由于加锁粒度更细,因此在并发操作时效率更高。


在ConcurrentHashMap中已经使用了synchronized为什么还要使用CAS

CAS是轻量级自旋锁,在线程竞争锁不频繁的时候可以通过CAS保证数据一致性。但当线程竞争较为激烈时,则需要使用synchronized。在HashMap中,通过Hash碰撞的情况来确定使用synchronized还是CAS。当Hash碰撞不经常发生时则说明HashMap中存储的元素不算多或没有太多线程竞争,此时使用CAS可以保证数据一致性,同时也能降低性能开销。而Hash碰撞已经较为严重时则说明HashMap容量将满或多线程竞争较为激烈,因此需要使用synchronized。


在Java1.8中如何实现线程安全

  • 答: Java1.8是通过CAS和synchronized实现线程安全
添加元素时判断是否为空

如果为空则使用 volatile 加 CAS 来初始化,如果容器不为空,则根据存储的元素计算位置是否为空。

存储位置

如果根据存储的元素计算结果为空,则利用 CAS 设置该节点;如果根据存储的元素计算结果不为空,则使用 synchronized,然后,遍历桶中的数据,并替换或新增节点到桶中,最后再判断是否需要转为红黑树,这样就能保证并发访问时的线程安全了。


使用乐观锁还是悲观锁

CAS是乐观锁,synchronized是悲观锁

  • 乐观锁:乐观锁总是假设最好的情况,认为共享资源每次被访问的时候不会出现问题,线程可以不停地执行,无需加锁也无需等待,只是在提交修改的时候去验证对应的资源(也就是数据)是否被其它线程修改了(具体方法可以使用版本号机制或 CAS 算法)。
  • 悲观锁:悲观锁总是假设最坏的情况,认为共享资源每次被访问的时候就会出现问题(比如共享数据被修改),所以每次在获取资源操作的时候都会上锁,这样其他线程想拿到这个资源就会阻塞直到锁被上一个持有者释放。
http://www.dtcms.com/wzjs/241938.html

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