Java 面试知识点【背诵版 240题 约7w字】 (7)

如果 key 为 null 返回 0,否则就将 key 的 hashCode 方法返回值高低16位异或,让尽可能多的位参与运算,让结果的 0 和 1 分布更加均匀,降低哈希冲突概率。

put:添加元素

① 调用 putVal 方法添加元素。

② 如果 table 为空或长度为 0 就进行扩容,否则计算元素下标位置,不存在就调用 newNode 创建一个节点。

③ 如果存在且是链表,如果首节点和待插入元素的 hash 和 key 都一样,更新节点的 value。

④ 如果首节点是 TreeNode 类型,调用 putTreeVal 方法增加一个树节点,每一次都比较插入节点和当前节点的大小,待插入节点小就往左子树查找,否则往右子树查找,找到空位后执行两个方法:balanceInsert 方法,插入节点并调整平衡、moveRootToFront 方法,由于调整平衡后根节点可能变化,需要重置根节点。

⑤ 如果都不满足,遍历链表,根据 hash 和 key 判断是否重复,决定更新 value 还是新增节点。如果遍历到了链表末尾则添加节点,如果达到建树阈值 7,还需要调用 treeifyBin 把链表重构为红黑树。

⑥ 存放元素后将 modCount 加 1,如果 ++size > threshold ,调用 resize 扩容。

get :获取元素的 value 值

① 调用 getNode 方法获取 Node 节点,如果不是 null 就返回其 value 值,否则返回 null。

② getNode 方法中如果数组不为空且存在元素,先比较第一个节点和要查找元素的 hash 和 key ,如果都相同则直接返回。

③ 如果第二个节点是 TreeNode 类型则调用 getTreeNode 方法进行查找,否则遍历链表根据 hash 和 key 查找,如果没有找到就返回 null。

resize:扩容数组

重新规划长度和阈值,如果长度发生了变化,部分数据节点也要重新排列。

重新规划长度

① 如果当前容量 oldCap > 0 且达到最大容量,将阈值设为 Integer 最大值,return 终止扩容。

② 如果未达到最大容量,当 oldCap << 1 不超过最大容量就扩大为 2 倍。

③ 如果都不满足且当前扩容阈值 oldThr > 0,使用当前扩容阈值作为新容量。

④ 否则将新容量置为默认初始容量 16,新扩容阈值置为 12。

重新排列数据节点

① 如果节点为 null 不进行处理。

② 如果节点不为 null 且没有next节点,那么通过节点的 hash 值和 新容量-1 进行与运算计算下标存入新的 table 数组。

③ 如果节点为 TreeNode 类型,调用 split 方法处理,如果节点数 hc 达到6 会调用 untreeify 方法转回链表。

④ 如果是链表节点,需要将链表拆分为 hash 值超出旧容量的链表和未超出容量的链表。对于hash & oldCap == 0 的部分不需要做处理,否则需要放到新的下标位置上,新下标 = 旧下标 + 旧容量。

Q7:HashMap 为什么线程不安全?

JDK7 存在死循环和数据丢失问题。

数据丢失:

并发赋值被覆盖: 在 createEntry 方法中,新添加的元素直接放在头部,使元素之后可以被更快访问,但如果两个线程同时执行到此处,会导致其中一个线程的赋值被覆盖。

已遍历区间新增元素丢失: 当某个线程在 transfer 方法迁移时,其他线程新增的元素可能落在已遍历过的哈希槽上。遍历完成后,table 数组引用指向了 newTable,新增元素丢失。

新表被覆盖: 如果 resize 完成,执行了 table = newTable,则后续元素就可以在新表上进行插入。但如果多线程同时 resize ,每个线程都会 new 一个数组,这是线程内的局部对象,线程之间不可见。迁移完成后resize 的线程会赋值给 table 线程共享变量,可能会覆盖其他线程的操作,在新表中插入的对象都会被丢弃。

死循环: 扩容时 resize 调用 transfer 使用头插法迁移元素,虽然 newTable 是局部变量,但原先 table 中的 Entry 链表是共享的,问题根源是 Entry 的 next 指针并发修改,某线程还没有将 table 设为 newTable 时用完了 CPU 时间片,导致数据丢失或死循环。

JDK8 在 resize 方法中完成扩容,并改用尾插法,不会产生死循环,但并发下仍可能丢失数据。可用 ConcurrentHashMap 或 Collections.synchronizedMap 包装成同步集合。

IO 流 6 Q1:同步/异步/阻塞/非阻塞 IO 的区别?

同步和异步是通信机制,阻塞和非阻塞是调用状态。

同步 IO 是用户线程发起 IO 请求后需要等待或轮询内核 IO 操作完成后才能继续执行。异步 IO 是用户线程发起 IO 请求后可以继续执行,当内核 IO 操作完成后会通知用户线程,或调用用户线程注册的回调函数。

阻塞 IO 是 IO 操作需要彻底完成后才能返回用户空间 。非阻塞 IO 是 IO 操作调用后立即返回一个状态值,无需等 IO 操作彻底完成。

Q2:什么是 BIO?

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