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部分參考資料
https://blog.csdn.net/j1231230/article/details/78072115
今天有幸去玩吧面試Android工程師一崗位，面試過程輕松愉快。在面試過程中被問到關于HashMap相關的問題。
1.HashMap的數據結構？
答：數組+鏈表。java8以后增加紅黑二叉樹，為了優化鏈表過長時的查找速度。（這里簡單的介紹一下紅黑二叉樹的特點，及優點。鏈表轉紅黑樹的時機就可以了）
2.HashMap是否線程安全？
答：不安全
3.如果想使用線程安全的HashMap該如何做？
答：1.Collections 工具類中 synchronizedCollection
2.采用裝飾者模式實現map接口對HashMap進行封裝。
3. ConcurrentHashMap 這個也是最推薦使用的線程安全的Map，也是實現方式最復雜的一個集合，每個版本的實現方式也不一樣，在jdk8之前是使用分段加鎖的一個方式，分成16個桶，每次只加鎖其中一個桶，而在jdk8又加入了紅黑樹和CAS算法來實現。
4.HashMap怎么通過key判斷索引位置的？
答：通過Hash算法，獲取key的Hash值，通過indexFor算法計算真實索引
// 獲取key對應的value
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
// 獲取key的hash值
int hash = hash(key.hashCode());
// 在“該hash值對應的鏈表”上查找“鍵值等于key”的元素
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}
indexFor算法的精髓
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
它沒有對hash表的長度取余而使用了位運算來得到索引，這是為什么呢，頓生懷疑~（PS：當時老朽就答的取余）
HashMap的初始容量和擴容都是以2的次方來進行的，那么length-1換算成二進制的話肯定所有位都為1，就比如2的3次方為8，length-1的二進制表示就是111， 而按位與計算的原則是兩位同時為“1”，結果才為“1”，否則為“0”。所以h& (length-1)運算從數值上來講其實等價于對length取模，也就是h%length。
如果不滿足前提條件“HashMap的初始容量和擴容都是以2的次方來進行的”，會發生什么問題呢？
假設當前table的length是15，二進制表示為1111，那么length-1就是1110，此時有兩個hash值為8和9的key需要計算索引值，計算過程如下：
8的二進制表示：1000
8&（length-1）= 1000 & 1110 = 1000，索引值即為8;
9的二進制表示：1001
9&（length-1）= 1001 & 1110 = 1000，索引值也為8;
這樣一來就產生了相同的索引值，也就是說兩個hash值為8和9的key會定位到數組中的同一個位置上形成鏈表，這就產生了碰撞。
而查詢的時候需要遍歷這個鏈表，這樣就降低了查詢的效率。同時，我們也可以發現，當數組長度為15的時候，hash值會與length-1（1110）進行按位與，那么最后一位永遠是0，而0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101這幾個位置永遠都不能存放元素了，會造成嚴重的空間浪費，更糟的是這種情況下，數組可以使用的位置比數組長度小了很多，這意味著進一步增加了碰撞的幾率，減慢了查詢的效率。
因此可以看出，只有當數組長度為2的n次方時，不同的key計算得出的index索引相同的幾率才會較小，數據在數組上分布也比較均勻，碰撞的幾率也小，相對的，查詢的時候就不用遍歷某個位置上的鏈表，這樣查詢效率也就較高了。
此外，位運算快于十進制運算，hashmap擴容也是按位擴容，這樣同時也提高了運算效率。
