前言

幾乎每個Java程序員都知道HashMap，都知道哪里要用HashMap，知道Hashtable和HashMap之間的區(qū)別
，那么為何這個問題如此特殊呢？是因為這個問題的深度很深。ConcurrentHashMap和其它同步集合的引入讓這道題變得更加復雜。讓我們開始探索的旅程吧！

循序漸進

“你用過HashMap嗎？” “什么是HashMap？你為什么用到它？”

幾乎每個人都會回答“是的”，然后回答

• HashMap的一些特性，譬如HashMap可以接受null鍵值和值，而Hashtable則不能；
• HashMap是非synchronized;而HashTable是synchronized的
• HashMap對于HashTable來說很快；
• 以及HashMap儲存的是鍵值對等等。

這顯示出你已經用過HashMap，而且對它相當的熟悉。關于HashMap的更多基礎的細節(jié)?？赡軙瓿鱿旅娴膯栴}：

“你知道HashMap的工作原理嗎？” “你知道HashMap的get()方法的工作原理嗎？”

你也許會回答“我沒有詳查標準的Java API，你可以看看Java源代碼或者Open JDK。”“我可以用Google找到答案?！?/p>

但一些人可能可以給出答案：
“HashMap是基于hashing的原理，我們使用put(key, value)存儲對象到HashMap中，使用get(key)從HashMap中獲取對象。當我們給put()方法傳遞鍵和值時，我們先對鍵調用hashCode()方法，返回的hashCode用于找到bucket位置來儲存Entry對象。”
這里關鍵點在于指出，HashMap是在bucket中儲存鍵對象和值對象，作為Map.Entry。這一點有助于理解獲取對象的邏輯。如果你沒有意識到這一點，或者錯誤的認為僅僅只在bucket中存儲值的話，你將不會回答如何從HashMap中獲取對象的邏輯。這個答案相當的正確，也顯示出面試者確實知道hashing以及HashMap的工作原理。但是這僅僅是故事的開始，當繼續(xù)加入一些Java程序員每天要碰到的實際場景的時候，錯誤的答案頻現。下個問題可能是關于HashMap中的碰撞探測(collision detection)以及碰撞的解決方法：

“當兩個對象的hashcode相同會發(fā)生什么？”

從這里開始，真正的困惑開始了，一些人會回答因為hashcode相同，所以兩個對象是相等的，HashMap將會拋出異常，或者不會存儲它們。然后別人可能會提醒他們有equals()和hashCode()兩個方法，并告訴他們兩個對象就算hashcode相同，但是它們可能并不相等。一些人可能就此放棄，而另外一些還能繼續(xù)挺進，他們回答“因為hashcode相同，所以它們的bucket位置相同，‘碰撞’會發(fā)生。因為HashMap使用鏈表存儲對象，這個Entry(包含有鍵值對的Map.Entry對象)會存儲在鏈表中。”這個答案非常的合理，雖然有很多種處理碰撞的方法，這種方法是最簡單的，也正是HashMap的處理方法。但故事還沒有完結，我們還可以繼續(xù)問：

“如果兩個鍵的hashcode相同，你如何獲取值對象？”

一些人會回答：當我們調用get()方法，HashMap會使用鍵對象的hashcode找到bucket位置，然后獲取值對象。但別人提醒他如果有兩個值對象儲存在同一個bucket，他給出答案:將會遍歷鏈表直到找到值對象。那我會問因為你并沒有值對象去比較，你是如何確定確定找到值對象的？除非找到HashMap在鏈表中存儲的是鍵值對，否則不可能回答出這一題。

其中一些記得這個重要知識點的人會說，找到bucket位置之后，會調用keys.equals()方法去找到鏈表中正確的節(jié)點，最終找到要找的值對象。完美的答案！

許多情況下，會在這個環(huán)節(jié)中出錯，因為他們混淆了hashCode()和equals()方法。因為在此之前hashCode()屢屢出現，而equals()方法僅僅在獲取值對象的時候才出現。一些優(yōu)秀的開發(fā)者會指出使用不可變的、聲明作final的對象，并且采用合適的equals()和hashCode()方法的話，將會減少碰撞的發(fā)生，提高效率。不可變性使得能夠緩存不同鍵的hashcode，這將提高整個獲取對象的速度，使用String，Interger這樣的wrapper類作為鍵是非常好的選擇。那么我繼續(xù)問：

“為什么String, Interger這樣的wrapper類適合作為鍵？”

String, Interger這樣的wrapper類作為HashMap的鍵是再適合不過了，而且String最為常用。因為String是不可變的，也是final的，而且已經重寫了equals()和hashCode()方法了。其他的wrapper類也有這個特點。不可變性是必要的，因為為了要計算hashCode()，就要防止鍵值改變，如果鍵值在放入時和獲取時返回不同的hashcode的話，那么就不能從HashMap中找到你想要的對象。不可變性還有其他的優(yōu)點如線程安全。如果你可以僅僅通過將某個field聲明成final就能保證hashCode是不變的，那么請這么做吧。因為獲取對象的時候要用到equals()和hashCode()方法，那么鍵對象正確的重寫這兩個方法是非常重要的。如果兩個不相等的對象返回不同的hashcode的話，那么碰撞的幾率就會小些，這樣就能提高HashMap的性能。

如果你認為到這里已經完結了，那么聽到下面這個問題的時候，你會大吃一驚。

“如果HashMap的大小超過了負載因子(load factor)定義的容量，怎么辦？”

除非你真正知道HashMap的工作原理，否則你將回答不出這道題。默認的負載因子大小為0.75，也就是說，當一個map填滿了75%的bucket時候，和其它集合類(如ArrayList等)一樣，將會創(chuàng)建原來HashMap大小的兩倍的bucket數組，來重新調整map的大小，并將原來的對象放入新的bucket數組中。這個過程叫作rehashing，因為它調用hash方法找到新的bucket位置。

如果你能夠回答這道問題，下面的問題來了：

“你了解重新調整HashMap大小存在什么問題嗎？”

你可能回答不上來，這時我會提醒你當多線程的情況下，可能產生條件競爭(race condition)。

當重新調整HashMap大小的時候，確實存在條件競爭，因為如果兩個線程都發(fā)現HashMap需要重新調整大小了，它們會同時試著調整大小。在調整大小的過程中，存儲在鏈表中的元素的次序會反過來，因為移動到新的bucket位置的時候，HashMap并不會將元素放在鏈表的尾部，而是放在頭部，這是為了避免尾部遍歷(tail traversing)。如果條件競爭發(fā)生了，那么就死循環(huán)了。這個時候，你可以質問一些提問者，為什么這么奇怪，要在多線程的環(huán)境下使用HashMap呢？：）

然后再來一波，其實

我們可以使用CocurrentHashMap來代替Hashtable嗎？

這是另外一個很熱門的面試題，因為ConcurrentHashMap越來越多人用了。我們知道Hashtable是synchronized的，但是ConcurrentHashMap同步性能更好，因為它僅僅根據同步級別對map的一部分進行上鎖。ConcurrentHashMap當然可以代替HashTable，HashMap現在已經是過時方法了，所以現在更建議使用ConcurrentHashMap。

總結
其實這樣一系列問下來可以涉及到的知識點是非常的多：

• hashing的概念
• HashMap中解決碰撞的方法
• equals()和hashCode()的應用，以及它們在HashMap中的重要性
• 不可變對象的好處
• HashMap多線程的條件競爭
• 重新調整HashMap的大小