JAVA - - - HashMap常见问题解答

HashMap 与 ConcurrentHashMap 的异同

1. 都是 key-value 形式的存储数据；
2. HashMap 是线程不安全的，ConcurrentHashMap 是 JUC 下的线程安全的；
3. HashMap 底层数据结构是数组 + 链表（JDK 1.8 之前）。
   JDK 1.8 之后是数组 + 链表 + 红黑树。
   当链表中元素个数达到 8 的时候，链表的查询速度不如红黑树快，链表会转为红黑树，红黑树查询速度快；
4. HashMap 初始数组大小为 16（默认），当出现扩容的时候，以 0.75 * 数组大小的方式进行扩容；
5. ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 之前是采用分段锁来现实的 Segment + HashEntry，Segment 数组大小默认是 16，2 的 n 次方；
   JDK 1.8 之后，采用 Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现。

HashMap 中的 key 我们可以使用任何类作为 key 吗？

HashMap一般采用String、Integer等类作为key因为这些类底层已经重写了hashcode、equals方法，用的是final修饰类在多线程情况下相对安全。使用的最多的就是 String 作为 HashMap 的 key，如果我们想使用任何类作为 HashMap 的 key就要注意以下几点：
（1）如果类重写了 equals 方法，它也应该重写 hashCode 方法。
（2）类的所有实例需要遵循与 equals 和 hashCode 相关的规则。
（3）如果一个类没有使用 equals，你不应该在 hashCode 中使用它。
（4）自定义 key 类的最佳实践是使之为不可变的，这样，hashCode 值可以被缓存起来，拥有更好的性能。不可变的类也可以确保 hashCode 和 equals 在未来不会改变，这样就会解决与可变相关的问题了。

HashMap不能使用基本数据类型作为key

HashMap存储元素采用的是hash表存储数据，每存储一个对象的时候，都会调用其hashCode()方法，算出其hash值，
如果相同，则认为是相同的数据，直接不存储，如果hash值不同，则再调用其equals方法进行比较，
如果返回true，则认为是相同的对象，不存储，如果返回false，则认为是不同的对象，可以存储到HashMap集合中。
之所以key不能为基本数据类型，是因为基本数据类型不能调用其hashcode()方法和equals()方法，进行比较，
所以HashMap集合的key只能为引用数据类型，不能为基本数据类型，可以使用基本数据类型的包装类，例如Integer Double等。
当然，在HashMap存储自定义对象的时候，需要自己再自定义的对象中重写其hashCode()方法和equals方法，才能保证其存储不重复的元素，否则将存储多个重复的对象，因为每new一次，其就创建一个对象，内存地址是不同的。

HashMap 的长度为什么是 2 的 N 次方呢？

为了能让 HashMap 存数据和取数据的效率高，尽可能地减少 hash 值的碰撞，也就是说尽量把数据能均匀的分配，每个链表或者红黑树长度尽量相等。

我们首先可能会想到 % 取模的操作来实现。

取余（%）操作中如果除数是 2 的幂次，则等价于与其除数减一的与（&）操作（也就是说hash % length == hash &(length - 1) 的前提是 length 是 2 的 n 次方）。并且，采用二进制位操作 & ，相对于 % 能够提高运算效率。

这就是为什么 HashMap 的长度需要 2 的 N 次方了。