【面试题】由HashMap引发的一系列追问

HashMap和HashTable的区别

同：HashMap和Hashtable都实现了Map接口。

异：HashMap允许null的键值对，非同步的，非线程安全的，效率高；

HashTable不允许null的键值对，同步的，线程安全的，效率低。

PS：HashMap非线程安全，使用put()操作容易导致死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用HashMap。

什么叫线程安全？

线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。

线程不安全就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。

HashMap原理

　　HashMap基于Hashing原理，是数组和链表的结合体，我们通常使用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。当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置，然后调用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。

HashMap中遇到碰撞怎么解决？

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，形成一个Entry链。

HashMap扩容机制

　　当创建 HashMap 时，有一个默认的负载因子（load factor），其默认值为 0.75。当HashMap的容量超过“初始容量X负载因子”时，就会调用rehash（）方法进行扩容。扩容是新创建一个HashMap，然后把所有的键值对都移植过来，最后删除旧的HashMap的过程。

HashTable和ConcurrentHashMap

　　HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时，其他线程访问HashTable的同步方法时，可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

　　ConcurrentHashMap采用的锁分段技术，将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。效率明显高于HashTable。

　　ConcurrentHashMap中每一个segment段的数据结构和Hashmap的数据结构一样。

  PS：HashTable是全局加锁，ConcurrentHashMap是分段加锁，一个segment一个锁，整个ConcurrentHashMap会有多个锁，所以效率远远高于HashTable。