HashMap的实现原理+阿里HasMap面试题

article/2025/11/9 10:16:27

HashMap可以说是面试必问的,是因为我们平时是经常使用的,而掌握他的底层原理,对于我们的工作也会有很大帮助.

在学习HashMap之前我们需要明白两个问题,这两个问题如果搞明白,对于我们下面的学习将会容易很多.

一.hashcode和equals,==

equals：是否同一个对象实例。注意，是“实例”。比如String s = new String("test"); s.equals(s), 这就是同一个对象实例的比较；
等号(==)：对比对象实例的内存地址（也即对象实例的ID），来判断是否是同一对象实例；又可以说是判断对象实例是否物理相等；
Hashcode：我觉得可以这样理解：并不是对象的内存地址，而是利用hash算法，对对象实例的一种描述符（或者说对象存储位置的hash算法映射）——对象实例的哈希码。

1、如果两个对象equals，Java运行时环境会认为他们的hashcode一定相等。
2、如果两个对象不equals，他们的hashcode有可能相等。
3、如果两个对象hashcode相等，他们不一定equals。
4、如果两个对象hashcode不相等，他们一定不equals。

我的推断是：先判断hashcode是否相等，再判断是否equals。 http://myhadoop.iteye.com/blog/2059833 如果想了解更多,可以看一下这篇文章.

二:HashMap的数据结构

HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

每一个entry都含有以下四个元素:key . value . next .hash ,不能理解为只是存储了key的值,但是我们存储或者取出元素的时候都是利用key值计算hashcode值

了解完以上问题,我们在看关于HashMap的几个简单问题,用于帮助我们面试和加深对HashMap的理解

1.什么是HashMap以及它的特性？

答: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.

2.HashMap的工作原理

答:HashMap基于hashing原理，我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。如果该位置已经有元素了,调用equals方法判断是否相等,相等的话就进行替换值,不相等的话,放在链表里面.

当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。

3.当两个对象的hashcode相同会发生什么,也叫做hash碰撞

答:我们知道HashMap是数组+链表,每个数组是存放hash值不同的entry,而链表是将hash值相同的entry放在了一个链表中.(两个不同的对象,hashcode可能相同,这一点要理解,有助于我们理解HashMap的数据结构)

4.如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

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。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。(只有两个对象相同.equals才会返回true)

5.如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量，怎么办？

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。

6.HashSet的底层原理

new 一个hashset时,就是new了一个hashmap

HashSet hashSet = new HashSet();   hashSet.add("1");

public HashSet() {  map = new HashMap<>(); }

当我们调用HashSet的add方法时,实际是向hashmap增加了一行键值对,key就是HashSet的对象,value就是Object类型的常量.

public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null;
}

7.如何使HashMap变成线程安全的呢?

调用工具类Collections.synchronizedMap(map); 如图所示...

HashMap map =new HashMap();
map.put("测试","使map变成有序Map");
Map map1 = Collections.synchronizedMap(map);

8.说一下对ConcurrentHashMap的理解

ConcurrentHashMap内部分为很多段，每个段其实就是一个小的HashTable,它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。把一个整体分成了16个段,也就是最高支持16个线程的并发修改操作。

9.Hashtable与HashMap的区别

1.HashMap不是线程安全的

2.HashTable是线程安全的一个Collection。

3.HashMap是Hashtable的轻量级实现（非线程安全的实现），HashMap允许空（null）键值（key）,由于非线程安全，效率上可能高于Hashtable。

其实hashtable的put和get都是使用了同步函数,保证线程的安全,我们看一下源码

public synchronized V put(K key, V value) {   put添加方法,加入了synchronized方法,如果为空的话直接抛出异常// Make sure the value is not null
    if (value == null) {throw new NullPointerException();
    }

public synchronized V get(Object key) {   hashtable的get方法 ,同时也加入了synchronize的方法Entry<?,?> tab[] = table;             也会计算hashcode值进行取模
    int hash = key.hashCode();
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {return (V)e.value;
        }}return null;
}