Java集合面试题, Java 中 HashMap 的实现原理是什么?
Java集合面试题, Java 中 HashMap 的实现原理是什么?
QA
Step 1
Q:: Java 中 HashMap 的实现原理是什么？
A:: HashMap 是基于哈希表的 Map 接口的实现。它存储键值对，通过哈希函数将键散列到数组的某个位置来快速存取数据。HashMap 的主要组件包括数组（存放节点的哈希桶）、链表和红黑树。当发生哈希冲突时，采用链表存储冲突的节点，Java 8 引入了红黑树来优化链表性能，减少时间复杂度。
Step 2
Q:: HashMap 如何解决哈希冲突？
A:: HashMap 采用链地址法解决哈希冲突。当多个键的哈希值相同时，这些键值对会存储在同一个桶的链表中。Java 8 以后，当链表长度超过一定阈值（默认为 8）时，链表会转换成红黑树，以提高性能。
Step 3
Q:: HashMap 的初始容量和负载因子是什么？
A:: HashMap 的初始容量是哈希表的大小，默认值为 16。负载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的程度，默认值为 0.75。较高的负载因子会减少空间开销，但会增加查找时间，而较低的负载因子则会提高空间开销但减少查找时间。
Step 4
Q:: HashMap 的扩容机制是怎样的？
A:: 当 HashMap 中的元素数量超过负载因子与当前容量的乘积时（即 size > capacity * load factor），哈希表会进行扩容。扩容时，容量翻倍，并将所有元素重新哈希到新的哈希桶中。
Step 5
Q:: HashMap 是线程安全的吗？
A:: HashMap 不是线程安全的。如果在多线程环境下使用 HashMap，可能会导致数据不一致或死循环。可以使用 Collections.synchronizedMap(new HashMap()) 来获得线程安全的 HashMap，或者使用 ConcurrentHashMap 作为线程安全的替代品。
Step 6
Q:: HashMap 和 Hashtable 有什么区别？
A:: HashMap 是非线程安全的，允许 null 键和 null 值，而 Hashtable 是线程安全的（通过同步实现），不允许 null 键和 null 值。HashMap 通常性能较高，但在需要线程安全时，应使用 ConcurrentHashMap。