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文章目录
- 真实面试还原
- 说一说Java提供的常见集合?
- List
- ArrayList底层是如何实现的?
- 如何实现数组和List之间的转换
- 用Arrays.asList转List后,如果修改了数组内容,list受影响吗?List用toArray转数组后,如果修改了List内容,数组受影响吗
- ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么?
- ArrayList 和 LinkedList 不是线程安全的,你们在项目中是如何解决这个的线程安全问题的?
- HashMap
- 说一下HashMap的实现原理?
- HashMap的jdk1.7和jdk1.8有什么区别
- 好的,你能说下HashMap的put方法的具体流程吗?
- 能讲一讲HashMap的扩容机制吗?
- 好的,刚才你说的通过hash计算后找到数组的下标,是如何找到的呢,你了解hashMap的寻址算法吗?
- 为何HashMap的数组长度一定是2的次幂?
- 好的,我看你对hashmap了解的挺深入的,你知道hashmap在1.7情况下的多线程死循环问题吗?
- 好的,hashmap是线程安全的吗?
- 那我们想要使用线程安全的map该怎么做呢?
- HashSet与HashMap的区别?
- HashTable与HashMap的区别
真实面试还原
说一说Java提供的常见集合?
在java中提供了量大类的集合框架,主要分为两类:
第一个是Collection 属于单列集合,第二个是Map 属于双列集合
- 在Collection中有两个子接口List和Set。在我们平常开发的过程中用的比较多像list接口中的实现类ArrarList和LinkedList。 在Set接口中有实现类HashSet和TreeSet。
- 在map接口中有很多的实现类,平时比较常见的是HashMap、TreeMap,还有一个线程安全的map:ConcurrentHashMap
List
ArrayList底层是如何实现的?
我主要说一下add方法吧
第一:确保数组已使用长度(size)加1之后足够存下下一个数据
第二:计算数组的容量,如果当前数组已使用长度+1后的大于当前的数组长度,则调用grow方法扩容(原来的1.5倍)
第三:确保新增的数据有地方存储之后,则将新元素添加到位于size的位置上。
第四:返回添加成功布尔值。
如何实现数组和List之间的转换
数组转list,可以使用jdk自动的一个工具类Arrars,里面有一个asList方法可以转换为数组
List 转数组,可以直接调用list中的toArray方法,需要给一个参数,指定数组的类型,需要指定数组的长度。
用Arrays.asList转List后,如果修改了数组内容,list受影响吗?List用toArray转数组后,如果修改了List内容,数组受影响吗
Arrays.asList转换list之后,如果修改了数组的内容,list会受影响,因为它的底层使用的Arrays类中的一个内部类ArrayList来构造的集合,在这个集合的构造器中,把我们传入的这个集合进行了包装而已,最终指向的都是同一个内存地址
list用了toArray转数组后,如果修改了list内容,数组不会影响,当调用了toArray以后,在底层是它是进行了数组的拷贝,跟原来的元素就没啥关系了,所以即使list修改了以后,数组也不受影响
ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么?
嗯,它们两个主要是底层使用的数据结构不一样,ArrayList 是动态数组,LinkedList 是双向链表,这也导致了它们很多不同的特点。
1,从操作数据效率来说
ArrayList按照下标查询的时间复杂度O(1)【内存是连续的,根据寻址公式】, LinkedList不支持下标查询
查找(未知索引): ArrayList需要遍历,链表也需要链表,时间复杂度都是O(n)
新增和删除
- ArrayList尾部插入和删除,时间复杂度是O(1);其他部分增删需要挪动数组,时间复杂度是O(n)
- LinkedList头尾节点增删时间复杂度是O(1),其他都需要遍历链表,时间复杂度是O(n)
2,从内存空间占用来说
ArrayList底层是数组,内存连续,节省内存
LinkedList 是双向链表需要存储数据,和两个指针,更占用内存
3,从线程安全来说,ArrayList和LinkedList都不是线程安全的
ArrayList 和 LinkedList 不是线程安全的,你们在项目中是如何解决这个的线程安全问题的?
嗯,是这样的,主要有两种解决方案:
第一:我们使用这个集合,优先在方法内使用,定义为局部变量,这样的话,就不会出现线程安全问题。
第二:如果非要在成员变量中使用的话,可以使用线程安全的集合来替代
ArrayList可以通过Collections 的 synchronizedList 方法将 ArrayList 转换成线程安全的容器后再使用。
LinkedList 换成ConcurrentLinkedQueue来使用
HashMap
说一下HashMap的实现原理?
嗯。它主要分为了一下几个部分:
1,底层使用hash表数据结构,即数组+(链表 | 红黑树)
2,添加数据时,计算key的值确定元素在数组中的下标
key相同则替换
不同则存入链表或红黑树中
3,获取数据通过key的hash计算数组下标获取元素
HashMap的jdk1.7和jdk1.8有什么区别
JDK1.8之前采用的拉链法,数组+链表
JDK1.8之后采用数组+链表+红黑树,链表长度大于8且数组长度大于64则会从链表转化为红黑树
好的,你能说下HashMap的put方法的具体流程吗?
判断键值对数组table是否为空或为null,否则执行resize()进行扩容(初始化)
根据键值key计算hash值得到数组索引
判断table[i]==null,条件成立,直接新建节点添加
如果table[i]==null ,不成立
4.1 判断table[i]的首个元素是否和key一样,如果相同直接覆盖value
4.2 判断table[i] 是否为treeNode,即table[i] 是否是红黑树,如果是红黑树,则直接在树中插入键值对
4.3 遍历table[i],链表的尾部插入数据,然后判断链表长度是否大于8,大于8的话把链表转换为红黑树,在红黑树中执行插入操 作,遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value
- 插入成功后,判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold(数组长度*0.75),如果超过,进行扩容。
能讲一讲HashMap的扩容机制吗?
好的
在添加元素或初始化的时候需要调用resize方法进行扩容,第一次添加数据初始化数组长度为16,以后每次每次扩容都是达到了扩容阈值(数组长度 * 0.75)
每次扩容的时候,都是扩容之前容量的2倍;
扩容之后,会新创建一个数组,需要把老数组中的数据挪动到新的数组中
没有hash冲突的节点,则直接使用 e.hash & (newCap - 1) 计算新数组的索引位置
如果是红黑树,走红黑树的添加
如果是链表,则需要遍历链表,可能需要拆分链表,判断(e.hash & oldCap)是否为0,该元素的位置要么停留在原始位置,要么移动到原始位置+增加的数组大小这个位置上
好的,刚才你说的通过hash计算后找到数组的下标,是如何找到的呢,你了解hashMap的寻址算法吗?
这个哈希方法首先计算出key的hashCode值,然后通过这个hash值右移16位后的二进制进行按位异或运算得到最后的hash值。
在putValue的方法中,计算数组下标的时候使用hash值与数组长度取模得到存储数据下标的位置,hashmap为了性能更好,并没有直接采用取模的方式,而是使用了数组长度-1 得到一个值,用这个值按位与运算hash值,最终得到数组的位置。
为何HashMap的数组长度一定是2的次幂?
嗯,好的。hashmap这么设计主要有两个原因:
第一:
计算索引时效率更高:如果是 2 的 n 次幂可以使用位与运算代替取模
第二:
扩容时重新计算索引效率更高:在进行扩容是会进行判断 hash值按位与运算旧数组长租是否 == 0
如果等于0,则把元素留在原来位置 ,否则新位置是等于旧位置的下标+旧数组长度
好的,我看你对hashmap了解的挺深入的,你知道hashmap在1.7情况下的多线程死循环问题吗?
嗯,知道的。是这样
jdk7的的数据结构是:数组+链表
在数组进行扩容的时候,因为链表是头插法,在进行数据迁移的过程中,有可能导致死循环
比如说,现在有两个线程
线程一:读取到当前的hashmap数据,数据中一个链表,在准备扩容时,线程二介入
线程二也读取hashmap,直接进行扩容。因为是头插法,链表的顺序会进行颠倒过来。比如原来的顺序是AB,扩容后的顺序是BA,线程二执行结束。
当线程一再继续执行的时候就会出现死循环的问题。
线程一先将A移入新的链表,再将B插入到链头,由于另外一个线程的原因,B的next指向了A,所以B->A->B,形成循环。
当然,JDK 8 将扩容算法做了调整,不再将元素加入链表头(而是保持与扩容前一样的顺序),尾插法,就避免了jdk7中死循环的问题。
好的,hashmap是线程安全的吗?
不是线程安全的
那我们想要使用线程安全的map该怎么做呢?
我们可以采用ConcurrentHashMap进行使用,它是一个线程安全的HashMap
HashSet与HashMap的区别?
HashSet底层其实是用HashMap实现存储的, HashSet封装了一系列HashMap的方法. 依靠HashMap来存储元素值,(利用hashMap的key键进行存储), 而value值默认为Object对象. 所以HashSet也不允许出现重复值, 判断标准和HashMap判断标准相同, 两个元素的hashCode相等并且通过equals()方法返回true.
HashTable与HashMap的区别
嗯,他们的主要区别是有几个吧
第一,数据结构不一样,hashtable是数组+链表,hashmap在1.8之后改为了数组+链表+红黑树
第二,hashtable存储数据的时候都不能为null,而hashmap是可以的
第三,hash算法不同,hashtable是用本地修饰的hashcode值,而hashmap经常了二次hash
第四,扩容方式不同,hashtable是当前容量翻倍+1,hashmap是当前容量翻倍
第五,hashtable是线程安全的,操作数据的时候加了锁synchronized,hashmap不是线程安全的,效率更高一些
在实际开中不建议使用HashTable,在多线程环境下可以使用ConcurrentHashMap类