HashMap与Zookeeper面试重点：哈希、扩容策略与解决冲突

"HashMap与Zookeeper相关面试题及Java集合框架知识" 在Java编程中，HashMap是一种常见的数据结构，用于存储键值对。Zookeeper则是一个分布式协调服务，常用于分布式系统中的命名服务、配置管理、集群同步等。下面将详细讨论HashMap、Zookeeper以及与它们相关的Java集合框架知识。 **HashMap的特性与实现** 1. **键的唯一性**：HashMap通过`hashCode()`和`equals()`方法确保键的唯一性。当两个键的`hashCode()`返回值相同时，会调用`equals()`方法进一步判断是否相等。如果两个键的`equals()`方法返回`true`，那么原有的键值对会被新的键值对覆盖。 2. **HashMap的hash算法**：HashMap的hash算法设计是为了尽可能地减少哈希冲突。它首先计算key的hash值，然后将高16位和低16位进行异或操作，得到优化后的hash值，接着与数组长度减1进行按位与运算(`&`)，得到数组的索引位置。 3. **数组长度为2的幂**：数组长度选择2的幂是为了保证在进行与运算时，所有可能的哈希值都能均匀地分布在数组中，避免数组一半的空间无法使用，并防止哈希冲突导致的性能问题。 **哈希冲突处理** HashMap使用链地址法处理哈希冲突，即将冲突的键值对放入同一个数组索引对应的链表中。在Java 8之后，如果链表过长（超过8个元素），HashMap会将链表转换为红黑树以提高查找效率。 **ArrayList与LinkedList的区别** 1. **数据结构**：ArrayList基于动态增长的数组实现，而LinkedList是双向链表。 2. **查询效率**：ArrayList的查询效率较高，因为可以通过索引直接访问；LinkedList的查询效率较低，需要遍历链表。 3. **增删效率**：LinkedList的添加和删除操作更高效，因为它只需改变相邻节点的引用；ArrayList在中间插入或删除元素时需要移动大量元素。 4. **空间占用**：LinkedList每个节点包含额外的引用字段，因此相比ArrayList更占内存。 **集合与数组的区别** 1. **大小**：数组大小固定，集合可动态扩容。 2. **类型**：数组可存储基本数据类型和引用数据类型，集合只存储对象（引用数据类型）。 3. **元素类型**：数组中的所有元素必须是同一种类型，而集合中的元素可以是不同类型的对象。 **Zookeeper相关** Zookeeper是Apache Hadoop的一个子项目，提供分布式一致性服务，主要用于分布式系统的命名服务、状态同步、配置管理等。它的核心概念包括节点（ZNode）、会话（Session）、Watcher监听器等。Zookeeper通过强一致性模型保证了数据的一致性，常被用于协调分布式应用的各种状态。 这些面试题涉及了Java集合框架的基础知识，包括HashMap、ArrayList、LinkedList、集合与数组的对比，以及哈希和Zookeeper的基本概念。掌握这些知识点对于理解和解决Java编程中的常见问题至关重要。