一、当两个对象的 hashCode 相同会发生什么？

因为 hashCode 相同，不一定就是相等的(equals方法比较)，所以两个对象所在数组的下标相同，"碰撞"就此发生。又因为 HashMap 使用链表存储对象，这个 Node 会存储到链表中。

二、说说 hash 的实现。为什么要这样实现？

JDK 1.8 中，是通过 hashCode() 的高 16 位异或低 16 位实现的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)。主要是从速度、功效和质量来考虑的，减少系统的开销，也不会造成因为高位没有参与下标的计算，从而引起的碰撞。

三、为什么要用异或运算符？

保证了对象的 hashCode 的 32 位值只要有一位发生改变，整个 hash() 返回值就会改变。尽可能的减少碰撞。

四、HashMap 的 table 的容量如何确定？loadFactor 是什么？该容量如何变化？这种变化会带来什么问题？

①table 数组大小是由 capacity 这个参数确定的，默认是16，也可以构造时传入，最大限制是1<<30；
②loadFactor 是装载因子，主要目的是用来确认table 数组是否需要动态扩展，默认值是0.75，比如table 数组大小为 16，装载因子为 0.75 时，threshold 就是12，当 table 的实际大小超过 12 时，table就需要动态扩容；
③扩容时，调用 resize()，将 table 长度变为原来的两倍(注意是 table 长度，而不是 threshold)
④如果数据很大的情况下，扩展时将会带来性能的损失，在性能要求很高的地方，这种损失很可能很致命。

五、HashMap中put()的过程？

①调用哈希函数获取Key对应的hash值，再计算其数组下标；
②如果没有出现哈希冲突，则直接放入数组；如果出现哈希冲突，则以链表的方式放在链表后面；
③如果链表长度超过阀值( TREEIFY THRESHOLD==8)，就把链表转成红黑树，链表长度低于6，就把红黑树转回链表;
④如果结点的key已经存在，则替换其value即可；
⑤如果集合中的键值对大于12，调用resize()进行数组扩容。”

六、数组扩容的过程？

创建一个新的数组，其容量为旧数组的两倍，并重新计算旧数组中结点的存储位置。结点在新数组中的位置只有两种，原下标位置或原下标+旧数组的大小。

七、拉链法导致的链表过深问题为什么不用二叉查找树代替，而选择红黑树？为什么不一直使用红黑树？

之所以选择红黑树是为了解决二叉查找树的缺陷，二叉查找树在特殊情况下会变成一条线性结构(这就跟原来使用链表结构一样了，造成很深的问题)，遍历查找会非常慢。而红黑树在插入新数据后可能需要通过左旋，右旋、变色这些操作来保持平衡，引入红黑树就是为了查找数据快，解决链表查询深度的问题，我们知道红黑树属于平衡二叉树，但是为了保持“平衡”是需要付出代价的，但是该代价所损耗的资源要比遍历线性链表要少，所以当长度大于8的时候，会使用红黑树，如果链表长度很短的话，根本不需要引入红黑树，引入反而会慢。

八、说说你对红黑树的见解？

①每个节点非红即黑
②根节点总是黑色的
③如果节点是红色的，则它的子节点必须是黑色的(反之不一定)
④每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL节点)
⑤从根节点到叶节点或空子节点的每条路径，必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度)

九、jdk8中对HashMap做了哪些改变？

• 在java 1.8中，如果链表的长度超过了8，那么链表将转换为红黑树。(桶的数量必须大于64，小于64的时候只会扩容)
• 发生hash碰撞时，java 1.7 会在链表的头部插入，而java 1.8会在链表的尾部插入
• 在java 1.8中，Entry被Node替代(换了一个马甲)。

十、HashMap，LinkedHashMap，TreeMap 有什么区别？

HashMap 参考其他问题；
LinkedHashMap 保存了记录的插入顺序，在用 Iterator 遍历时，先取到的记录肯定是先插入的；遍历比 HashMap 慢；
TreeMap 实现 SortMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序（默认按键值升序排序，也可以指定排序的比较器）

十一、HashMap & TreeMap & LinkedHashMap 使用场景？

一般情况下，使用最多的是 HashMap。
HashMap：在 Map 中插入、删除和定位元素时；
TreeMap：在需要按自然顺序或自定义顺序遍历键的情况下；
LinkedHashMap：在需要输出的顺序和输入的顺序相同的情况下。

十二、HashMap 和 HashTable 有什么区别？

①HashMap 是线程不安全的，HashTable 是线程安全的；
②由于线程安全，所以 HashTable 的效率比不上 HashMap；
③HashMap最多只允许一条记录的键为null，允许多条记录的值为null，而 HashTable不允许；
④HashMap 默认初始化数组的大小为16，HashTable 为 11，前者扩容时，扩大两倍，后者扩大两倍+1；
⑤HashMap 需要重新计算 hash 值，而 HashTable 直接使用对象的 hashCode

十三、Java 中的另一个线程安全的与 HashMap 极其类似的类是什么？同样是线程安全，它与 HashTable 在线程同步上有什么不同？

ConcurrentHashMap 类(是 Java并发包 java.util.concurrent 中提供的一个线程安全且高效的 HashMap 实现)。
HashTable 是使用 synchronize 关键字加锁的原理(就是对对象加锁)；
而针对 ConcurrentHashMap，在 JDK 1.7 中采用 分段锁的方式；JDK 1.8 中直接采用了CAS(无锁算法)+ synchronized。

十四、HashMap & ConcurrentHashMap 的区别？

在JDK1.7中ConcurrentHashMap底层采用分段数组+链表的方式实现。在JDK1.8中ConcurrentHashMap与JDK1.8中的HashMap底层数据结构一样，都是采用数组+链表或者数组+红黑树的方式实现。这二者底层数据结构都是以数组为主体的。线程安全：HashMap是线程不安全的，ConcurrentHashMap是线程安全的。另外，HashMap 的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap 都不允许。

十五、为什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高？

1️⃣HashTable 使用一把锁(锁住整个链表结构)处理并发问题，多个线程竞争一把锁，容易阻塞；

2️⃣ConcurrentHashMap
①JDK 1.7 中使用分段锁（ReentrantLock + Segment + HashEntry），相当于把一个 HashMap 分成多个段，每段分配一把锁，这样支持多线程访问。锁粒度：基于 Segment，包含多个 HashEntry。
②JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 红黑树。锁粒度：Node(首结点)(实现 Map.Entry<K,V>)。锁粒度降低了。

十六、针对 ConcurrentHashMap 锁机制具体分析(JDK 1.7 VS JDK 1.8)？

JDK 1.7 中，采用分段锁的机制，实现并发的更新操作，底层采用数组+链表的存储结构，包括两个核心静态内部类 Segment 和 HashEntry。
①Segment 继承 ReentrantLock(重入锁)用来充当锁的角色，每个 Segment 对象守护每个散列映射表的若干个桶；
②HashEntry 用来封装映射表的键-值对；
③每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表

JDK 1.8 中，采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全。取消类 Segment，直接用 table 数组存储键值对；当 HashEntry 对象组成的链表长度超过 TREEIFY_THRESHOLD 时，链表转换为红黑树，提升性能。底层变更为数组 + 链表 + 红黑树。

十七、ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中，为什么要使用内置锁 synchronized 来代替重入锁 ReentrantLock？

①粒度降低了；
②JVM 开发团队没有放弃 synchronized，而且基于 JVM 的 synchronized 优化空间更大，更加自然。
③在大量的数据操作下，对于 JVM 的内存压力，基于 API 的 ReentrantLock 会开销更多的内存。

十八、ConcurrentHashMap 简单介绍？

①重要的常量：
private transient volatile int sizeCtl;
当为负数时，-1 表示正在初始化，-N 表示 N - 1 个线程正在进行扩容；
当为 0 时，表示 table 还没有初始化；
当为其他正数时，表示初始化或者下一次进行扩容的大小。

②数据结构：
Node 是存储结构的基本单元，继承 HashMap 中的 Entry，用于存储数据；
TreeNode 继承 Node，但是数据结构换成了二叉树结构，是红黑树的存储结构，用于红黑树中存储数据；
TreeBin 是封装 TreeNode 的容器，提供转换红黑树的一些条件和锁的控制。

③存储对象时(put方法)：
1.如果没有初始化，就调用 initTable() 来进行初始化；
2.如果没有 hash 冲突就直接 CAS 无锁插入；
3.如果需要扩容，就先进行扩容；
4.如果存在 hash 冲突，就加锁来保证线程安全，两种情况：一种是链表形式就直接遍历到尾端插入，一种是红黑树就按照红黑树结构插入；
5.如果该链表的数量大于阀值 8，就要先转换成红黑树的结构，break 再一次进入循环
6.如果添加成功就调用 addCount() 统计 size，并且检查是否需要扩容。

④扩容方法 transfer()：默认容量为 16，扩容时，容量变为原来的两倍。
helpTransfer()：调用多个工作线程一起帮助进行扩容，这样的效率就会更高。

⑤获取对象时(get方法)：
1.计算 hash 值，定位到该 table 索引位置，如果是首结点符合就返回；
2.如果遇到扩容时，会调用标记正在扩容结点 ForwardingNode.find()，查找该结点，匹配就返回；
3.以上都不符合的话，就往下遍历结点，匹配就返回，否则最后就返回 null。

十九、ConcurrentHashMap 的并发度是什么？

程序运行时能够同时更新 ConccurentHashMap 且不产生锁竞争的最大线程数。默认为 16，且可以在构造函数中设置。当用户设置并发度时，ConcurrentHashMap 会使用大于等于该值的最小2幂指数作为实际并发度(假如用户设置并发度为17，实际并发度则为32)

二十、说一下ConcurrentHashMap的工作原理，put()和get()的工作流程是怎样的？

1️⃣存储对象时，将key和vaule传给put()：

• 如果没有初始化，就调用initTable()对数组进行初始化；
• 如果没有hash冲突则直接通过CAS进行无锁插入；
• 如果需要扩容，就先进行扩容，扩容为原来的两倍；
• 如果存在hash冲突，就通过加锁的方式进行插入，从而保证线程安全。（如果是链表就按照尾插法插入，如果是红黑树就按照红黑树的数据结构进行插入）；
• 如果达到链表转红黑树条件，就将链表转为红黑树；
• 如果插入成功就调用addCount()进行计数并且检查是否需要扩容；

注意：在并发情况下ConcurrentHashMap会调用多个工作线程一起帮助扩容，这样效率会更高。

2️⃣获取对象时，将key传给get()：

• 计算hash值，定位table索引位置，如果头节点符合条件则直接返回key对应的value；
• 如果遇到正在扩容，则调用标记正在扩容的节点，查找该节点，匹配就返回；
• 以上条件都不符合，就继续向下遍历；

注意：其实get()的流程跟HashMap基本是一样的。put()的流程只是比HashMap多了一些保证线程安全的操作而已

二十一、ConcurrentHashMap和HashTable的效率哪个更高？为什么？

ConcurrentHashMap的效率要高于HashTable，因为HashTable是使用一把锁锁住整个链表结构从而实现线程安全。而ConcurrentHashMap的锁粒度更低，在JDK1.7中采用分段锁实现线程安全，在JDK1.8中采用CAS(无锁算法)+Synchronized实现线程安全。

追问：具体说一下HashTable和ConcurrentHashMap的锁机制(重点)

HashTable中的锁机制：

HashTab是使用Synchronized来实现线程安全的，是使用一把锁锁住整个链表结构，效率非常低。当有一个线程访问同步方法的时候，其他线程是访问不了的，其他线程可能会被阻塞或者进入轮询状态。如果有一个线程正在执行put()操作的时候，其他线程是不可以进行put()操作的，也不可以进行get()操作，并发线程越多，竞争越激烈，效率越低下。

ConcurrentHashMap在JDK1.7中的分段锁机制：

对整个数组进行分段(每段都是由若干个hashEntry对象组成的链表)，每个分段都有一个Segment分段锁(继承ReentrantLock分段锁)，每个Segment分段锁只会锁住它锁守护的那一段数据，多线程访问不同数据段的数据，就不会存在竞争，从而提高了并发的访问率。

ConcurrentHashMap在JDK1.8中的锁机制：

ConcurrentHashMap在JDK1.8中采用Node+CAS+Synchronized实现线程安全，取消了segment分段锁，直接使用Table数组存储键值对（与1.8中的HashMap一样），主要是使用Synchronized+CAS的方法来进行并发控制。在put()的时候如果CAS失败就说明存在竞争，会进行自旋。

二十二、ConcurrentHashMap在JDK1.8中为什么要使用内置锁Synchronized来替换ReentractLock重入锁？

• 锁粒度降低了；
• 官方对synchronized进行了优化和升级，使得synchronized不那么“重”了；
• 在大数据量的操作下，对基于API的ReentractLock进行操作会有更大的内存开销；

二十三、ConcurrentHashMap的get()需要加锁吗？

不需要，get操作可以无锁是由于Node的元素val和指针next是用volatile修饰的，在多线程环境下线程A修改结点的val或者新增节点的时候是对线程B可见的。

二十四、ConcurrentHashMap中的key和value可以为null吗？为什么？

不可以，因为源码中进行put()操作的时候，如果key为null或者value为null，会抛出NullPointerException空指针异常。为什么这样设计呢？

如果ConcurrentHashMap中存在一个key对应的value是null，那么当调用map.get(key)的时候，必然会返回null，那么这个null就有两个意思：
① 这个key从来没有在map中映射过，也就是不存在这个key
②这个key是真实存在的，只是在设置key的value值的时候，设置为null了

这个二义性在非线程安全的HashMap中可以通过map.containsKey(key)来判断，如果返回true，说明key存在只是对应的value值为空。如果返回false，说明这个key没有在map中映射过。这样是为什么HashMap可以允许键值为null的原因，但是ConcurrentHashMap只用这个判断是判断不了二义性的。为什么ConcurrentHashMap判断不了呢？

此时如果有A、B两个线程，A线程调用ConcurrentHashMap.get(key)返回null，但是不知道这个null是因为key没有在map中映射还是本身存的value值就是null。假设有一个key没有在map中映射过，也就是map中不存在这个key，此时调用ConcurrentHashMap.containsKey(key)去做一个判断，期望的返回结果是false。但是恰好在A线程get(key)之后，调用constainsKey(key)之前B线程执行了ConcurrentHashMap.put(key,null)，那么当A线程执行完containsKey(key)之后得到的结果是true，与预期的结果就不相符了。

至于ConcurrentHashMap中的key为什么也不能为null的问题，ConcurrentHashMap的作者Doug Lea认为map中允许键值为null是一种不合理的设计，HashMap虽然可以判断二义性，但是Doug Lea仍然觉得这样设计是不合理的。