文档章节

HashMap的工作原理(理论)

谢谢小哥
 谢谢小哥
发布于 2017/09/08 15:25
字数 1520
阅读 18
收藏 1

先来些简单的问题

“你用过HashMap吗?” “什么是HashMap?你为什么用到它?”

几乎每个人都会回答“是的”,然后回答HashMap的一些特性,譬如HashMap可以接受null键值和值,而Hashtable则不能;HashMap是非synchronized;HashMap很快;以及HashMap储存的是键值对等等。这显示出你已经用过HashMap,而且对它相当的熟悉。但是面试官来个急转直下,从此刻开始问出一些刁钻的问题,关于HashMap的更多基础的细节。面试官可能会问出下面的问题:

“你知道HashMap的工作原理吗?” “你知道HashMap的get()方法的工作原理吗?”

你也许会回答“我没有详查标准的Java API,你可以看看Java源代码或者Open JDK。”“我可以用Google找到答案。”

但一些面试者可能可以给出答案,“HashMap是基于hashing的原理,我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中,使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,我们先对键调用hashCode()方法,返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。”这里关键点在于指出,HashMap是在bucket中储存键对象和值对象,作为Map.Entry。这一点有助于理解获取对象的逻辑。如果你没有意识到这一点,或者错误的认为仅仅只在bucket中存储值的话,你将不会回答如何从HashMap中获取对象的逻辑。这个答案相当的正确,也显示出面试者确实知道hashing以及HashMap的工作原理。但是这仅仅是故事的开始,当面试官加入一些Java程序员每天要碰到的实际场景的时候,错误的答案频现。下个问题可能是关于HashMap中的碰撞探测(collision detection)以及碰撞的解决方法:

“当两个对象的hashcode相同会发生什么?” 从这里开始,真正的困惑开始了,一些面试者会回答因为hashcode相同,所以两个对象是相等的,HashMap将会抛出异常,或者不会存储它们。然后面试官可能会提醒他们有equals()和hashCode()两个方法,并告诉他们两个对象就算hashcode相同,但是它们可能并不相等。一些面试者可能就此放弃,而另外一些还能继续挺进,他们回答“因为hashcode相同,所以它们的bucket位置相同,‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象,这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。”这个答案非常的合理,虽然有很多种处理碰撞的方法,这种方法是最简单的,也正是HashMap的处理方法。但故事还没有完结,面试官会继续问:

“如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?” 面试者会回答:当我们调用get()方法,HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置,然后获取值对象。面试官提醒他如果有两个值对象储存在同一个bucket,他给出答案:将会遍历链表直到找到值对象。面试官会问因为你并没有值对象去比较,你是如何确定确定找到值对象的?除非面试者直到HashMap在链表中存储的是键值对,否则他们不可能回答出这一题。

其中一些记得这个重要知识点的面试者会说,找到bucket位置之后,会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点,最终找到要找的值对象。完美的答案!

许多情况下,面试者会在这个环节中出错,因为他们混淆了hashCode()和equals()方法。因为在此之前hashCode()屡屡出现,而equals()方法仅仅在获取值对象的时候才出现。一些优秀的开发者会指出使用不可变的、声明作final的对象,并且采用合适的equals()和hashCode()方法的话,将会减少碰撞的发生,提高效率。不可变性使得能够缓存不同键的hashcode,这将提高整个获取对象的速度,使用String,Interger这样的wrapper类作为键是非常好的选择。

如果你认为到这里已经完结了,那么听到下面这个问题的时候,你会大吃一惊。“如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量,怎么办?”除非你真正知道HashMap的工作原理,否则你将回答不出这道题。默认的负载因子大小为0.75,也就是说,当一个map填满了75%的bucket时候,和其它集合类(如ArrayList等)一样,将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组,来重新调整map的大小,并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing,因为它调用hash方法找到新的bucket位置。

如果你能够回答这道问题,下面的问题来了:“你了解重新调整HashMap大小存在什么问题吗?”你可能回答不上来,这时面试官会提醒你当多线程的情况下,可能产生条件竞争(race condition)。

当重新调整HashMap大小的时候,确实存在条件竞争,因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了,它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中,存储在链表中的元素的次序会反过来,因为移动到新的bucket位置的时候,HashMap并不会将元素放在链表的尾部,而是放在头部,这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了,那么就死循环了。这个时候,你可以质问面试官,为什么这么奇怪,要在多线程的环境下使用HashMap呢?:)

© 著作权归作者所有

共有 人打赏支持
谢谢小哥
粉丝 2
博文 27
码字总数 50223
作品 0
沈阳
程序员
私信 提问
HashMap工作原理

HashMap到底是如何工作的? 为什么HashMap的key必须唯一? 以下论述这两个问题: HashMap数据结构: index 如何计算? 求对应的key的hashcode 为h 然后 :h & (length-1); 其中 length代表h...

topwqp
2016/01/28
141
0
HashMap 核心源码分析 (jdk8)

写在前面 如果对 HashMap 的基本工作原理不清楚,继续阅读后续内容的效果不是很好,建议先学习前置知识HashMap 基本工作原理 : https://my.oschina.net/j4love/blog/1797058 java.util.Has...

j4love
05/04
0
0
常见面试题——HashMap工作原理的介绍!

HashMap的工作原理是近年来常见的Java面试题。几乎每个Java程序员都知道HashMap,都知道哪里要用HashMap,知道HashTable和HashMap之间的区别,那么为何这道面试题如此特殊呢?是因为这道题考...

欧阳海阳
06/24
0
0
HashMap 工作原理

HashMap的工作原理是近年来常见的Java面试题。几乎每个Java程序员都知道HashMap,都知道哪里要用HashMap,知道Hashtable和HashMap之间的区别,那么为何这道面试题如此特殊呢?是因为这道题考...

The_flying_pig
2017/09/19
0
0
HashMap的工作原理及HashMap和Hashtable的区别

HashMap的工作原理是近年来常见的Java面试题。几乎每个Java程序员都知道HashMap,都知道哪里要用HashMap,知道Hashtable和HashMap之间的区别,那么为何这道面试题如此特殊呢?是因为这道题考...

袁梓皓
2016/03/09
91
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

Java 源代码和 C 源代码的运行区别

与其他程序的执行方式和编译方式不同。 Java 源代码需要进行编译成字节码后在 Java 虚拟机上运行,这样 Java 程序能够保持独立性和跨平台功特性。 请参考下图。 https://www.cwiki.us/pages...

honeymose
47分钟前
3
0
Apache限定目录解析PHP,限制user_agent,PHP相关的配置

Apache限定目录解析PHP 配置前访问upload/index.php [root@test-a ~]# curl -x192.168.77.139:80 'www.test.com/upload/index.php'This is upload diretory 配置,/usr/local/apache2.4/......

野雪球
今天
5
0
java.util.Concurrent.Exchanger源码

类图 源码: package java.util.concurrent;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;import java.util.concurrent......

狼王黄师傅
今天
6
0
Kubernetes里的secret最基本的用法

Secret解决了密码、token、密钥等敏感数据的配置问题,使用Secret可以避免把这些敏感数据以明文的形式暴露到镜像或者Pod Spec中。 Secret可以以Volume或者环境变量的方式使用。 使用如下命令...

JerryWang_SAP
昨天
5
0
2018-11-20学习笔记

1. python数据类型: 给变量赋值什么样的值,变量就是什么样的类型 给变量赋值整数,变量就是整数类型 给变量赋值字符串,变量就是字符串类型 123 和“123”一样吗? 在python中 单引号 与双...

laoba
昨天
4
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部