关于HashMap的一些问题

准备面试的时候大家想必都会遇到关于HashMap的一些问题，这篇博客用来分析总结。比较基础，大神可以绕过，当然如果能提点意见，也十分感谢。

第一部分：先得搞清楚关于hash的一些问题

什么是Hash？
－－以下部分来自百度，其实大学里有学，但。。。－－

Hash，一般翻译做“散列”，也有直接音译为“哈希”的，就是把任意长度的输入（又叫做预映射， pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

简单的讲就是通过特定算法产生一个特定的输出。（不知道这么说会不会被打）

什么是Hash表？
Hash表也称散列表，也有直接译作哈希表，Hash表是一种特殊的数据结构，它同数组、链表以及二叉排序树等相比较有很明显的区别，它能够快速定位到想要查找的记录，而不是与表中存在的记录的关键字进行比较来进行查找。这个源于Hash表设计的特殊性，它采用了函数映射的思想将记录的存储位置与记录的关键字关联起来，从而能够很快速地进行查找。

Java中的hashCode() 有什么用？

大家都知道在Object对象中有hashCode() 这个方法，那么它有什么作用呢？
hashcode方法返回该对象的哈希码值。支持该方法是为哈希表提供一些优点，例如，java.util.Hashtable 提供的哈希表。

如果对这句话感受不深，下面还有一大段解释。

在Java集合中有两类，一类是List，一类是Set他们之间的区别就在于List集合中的元素师有序的，且可以重复，而Set集合中元素是无序不可重复的。 对于List好处理，但是对于Set而言我们要如何来保证元素不重复呢？通过迭代来equals()是否相等。数据量小还可以接受，当我们的数据量大的时候效率可想而知（当然我们可以利用算法进行优化）。比如我们向HashSet插入1000数据，难道我们真的要迭代1000次，调用1000次equals()方法吗？hashCode提供了解决方案。
当我们向一个集合中添加某个元素，集合会首先调用hashCode方法，这样就可以直接定位它所存储的位置，若该处没有其他元素，则直接保存。 若该处已经有元素存在，就调用equals方法来匹配这两个元素是否相同， 相同则不存，不同则散列到其他位置。这样处理，当我们存入大量元素时就可以大大减少调用equals()方法的次数，极大地提高了效率。 所以hashCode在上面扮演的角色为寻域（寻找某个对象在集合中区域位置）。
hashCode可以将集合分成若干个区域，每个对象都可以计算出他们的hash码，可以将hash码分组，每个分组对应着某个存储区域，根据一个对象的hash码就可以确定该对象所存储区域，这样就大大减少查询匹配元素的数量，提高了查询效率。

第二部分：关于HashMap的一些问题。

HashMap的工作原理是什么？
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，然后找到特定位置来储存值对象。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。但当HashCode相同时该怎么办呢？HashMap使用LinkedList来解决冲突问题，当发生HashCode相同时，对象将会储存在LinkedList的下一个节点中。 HashMap在每个LinkedList节点中储存键值对对象。 如图：

HashMap中两个键的hashcode相同时，如何获取值对象？

当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到LinkedList位置，然后获取值对象。如果有两个值对象储存在同一个bucket，会调用keys.equals()方法遍历LinkedList，直到找到正确的节点，最终找到要找的值对象。（这个结合上面那个问题就好理解了，尤其是那张图）。

为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键？

如果两个不相等的对象返回不同的hashcode的话，那么碰撞的几率就会小些，这样就能提高HashMap的性能，也就适合做Hashmap的键。因为获取对象的时候要用到equals()和hashCode()方法，键对象正确的重写这两个方法是非常重要的。
因此，String，Interger这样的wrapper类作为HashMap的键是再适合不过了，而且String最为常用。因为String是不可变的，也是final的，而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。其他的wrapper类也有这个特点。不可变性是必要的，因为为了要计算hashCode()，就要防止键值改变，如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话，那么就不能从HashMap中找到你想要的对象

HashMap与HashTable的区别？
－－这个要对HashTable有些了解－－

1、HashTable是线程安全的，而HashMap不是；
2、HashMap中允许存在null键和null值，而HashTable中不允许
3、单线程环境下HashMap的速度快。多线程环境下，java 5提供了ConcurrentHashmap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。

多线程环境下，重新调整HashMap大小存在什么问题？

多线程环境下，当重新调整HashMap大小的时候，存在条件竞争，因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在LinkedList中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在LinkedList的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了，那么就死循环了。所以，不能在多线程环境下使用Hashmap。