java hashmap的面试题

### Java HashMap 面试题及其详细解答

#### 什么是 HashMap？

`HashMap` 是基于哈希表实现的键值对映射容器，允许存储 `null` 键和多个 `null` 值。内部通过数组加链表/红黑树的数据结构来存储数据[^2]。

#### HashMap 的工作原理是什么？

当向 `HashMap` 插入元素时，会先计算该元素键的哈希码（hashCode），再根据此哈希码决定存放在哪个桶(bucket)里。如果发生碰撞，则采用拉链法解决冲突——即同一个桶内形成单向链表或红黑树保存多个节点。随着不断插入新条目，一旦达到一定阈值就会触发扩容操作并重新散列所有项到更大的底层数组中去[^4]。

#### 默认情况下，HashMap 的初始容量是多少，默认加载因子又是多少呢？

对于 `HashMap` 来说，默认初始化容量为16 (2^n)，而默认负载因子则设定为了0.75f。这意味着每当已占用空间超过总容量的四分之三时便会自动扩大一倍容量以容纳更多元素。

#### 如何保证 HashMap 中 key-value 对唯一性？

由于 `HashMap` 使用的是哈希函数来定位元素所在位置，因此只要两个对象经过相同哈希算法得到的结果一致就认为它们相等；另外还需要重写 equals 方法来进行最终确认。只有当 hashCode() 返回相同的整数，并且 keys 经过 equals(Object obj) 判断也返回 true 才能真正认定二者完全一样。

#### 并发环境下如何安全访问 HashMap?

普通的 `HashMap` 不适合多线程场景应用，因为这可能导致数据不一致性等问题。为此可以考虑使用 `Collections.synchronizedMap()` 或者直接选用更优的选择如 `ConcurrentHashMap` 这样的线程安全版本替代品[^1]。

#### ConcurrentHashMap 和 Hashtable 主要区别有哪些？

虽然两者都是线程安全的地图(Map)接口的具体实现形式之一，但是前者性能更好一些：

- **锁机制差异**: `Hashtable` 整体上施加了一把大锁(`synchronize`)保护整个表格免受并发修改影响；相比之下，`ConcurrentHashMap` 在 JDK 1.7 版本之前采取了更为精细的设计方案—分割锁定(Segment Locking), 即仅需给定部分区域加锁即可完成相应更新动作而不必阻塞其他读取请求。到了 JDK 1.8 及以后更是引入 CAS 操作配合少量必要场合下的显式同步控制进一步提升了效率。

- **Null 支持情况**: `Hashtable` 完全不允许任何 null 输入作为key/value 存储其中；然而 `ConcurrentHashMap` 允许多个 null value 出现却拒绝接受带有 null 参数的 put 请求。