面试半年三面阿里四面蚂蚁金服居然倒在了一个Java集合之Map上

Map接口

Map与Collection并列存在。用于保留具备映射关系的数据:key-value
Map中的key和value都能够是任何援用类型的数据
Map中的key用set来寄存，不容许反复，即同一个Map对象所对应的类，须重写 hashCode()和 equals()办法
罕用 String类作为Map的“键”
key和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key总能找到惟一的、确定的value
Map接口的罕用实现类:HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。其中，HashMap是Map接口应用频率最高的实现类

1. 常见实现类构造

|----Map:双列数据，存储key-value对的数据   ---相似于高中的函数：y = f(x)     |----HashMap:作为Map的次要实现类；线程不平安的，效率高；存储null的key和value          |----LinkedHashMap:保障在遍历map元素时，能够照增加的程序实现遍历。                    起因：在原的HashMap底层构造根底上，增加了一对指针，指向前一个和后一个元素。                    对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。     |----TreeMap:保障照增加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时思考key的天然排序或定制排序                      底层应用红黑树     |----Hashtable:作为古老的实现类；线程平安的，效率低；不能存储null的key和value          |----Properties:罕用来解决配置文件。key和value都是String类型  HashMap的底层： 数组+链表  （JDK 7.0及之前)               数组+链表+红黑树 （JDK 8.0当前)

1.1 HashMap

HashMap是Map接口应用频率最高的实现类。

容许应用null键和null值，与 HashSet一样，不保障映射的程序。

所有的key形成的汇合是set：无序的、不可反复的。所以，key所在的类要重写equals()和 hashCode()

所有的value形成的汇合是Collection：无序的、能够反复的。所以，value所在的类要重写:equals()

一个key-value形成一个entry

所有的entry形成的汇合是Set：无序的、不可反复的

HashMap判断两个key相等的规范是：两个key通过equals()办法返回true，hashCode值也相等。

HashMap判断两个value相等的规范是：两个value通过equals()办法返回true.

代码示例：

@Testpublic void test1(){    Map map = new HashMap();     map.put(null,123); }

1.2 LinkedHashMap

LinkedHashMap底层应用的构造与HashMap雷同，因为LinkedHashMap继承于HashMap.
区别就在于：LinkedHashMap外部提供了Entry，替换HashMap中的Node.
与Linkedhash Set相似，LinkedHashMap能够保护Map的迭代程序：迭代程序与Key-value对的插入程序统一
代码示例：

@Testpublic void test2(){    Map map = new LinkedHashMap();    map.put(123,"AA");    map.put(345,"BB");    map.put(12,"CC");     System.out.println(map);}

1.3 TreeMap

TreeMap存储Key-Value对时，须要依据key-value对进行排序。TreeMap能够保障所有的 Key-Value对处于有序状态。

TreeSet底层应用红黑树结构存储数据

TreeMap的Key的排序:

天然排序： TreeMap的所有的Key必须实现Comparable接口，而且所有的Key应该是同一个类的对象，否则将会抛出ClasssCastEXception()
定制排序：创立 TreeMap时，传入一个 Comparator对象，该对象负责对TreeMap中的所有key进行排序。此时不须要Map的Key实现Comparable接口
TreeMap判断两个key相等的规范：两个key通过 compareTo()办法或者compare()办法返回0.

1.4 Hashtable

Hashtable是个古老的Map实现类，JDK1.0就提供了。不同于 HashMap，Hashtable是线程平安的.

Hashtable实现原理和HashMap雷同，性能雷同。底层都应用哈希表构造，查问速度快，很多状况下能够互用

与HashMap.不同，Hashtable不容许应用null作为key和value.

与HashMap一样，Hashtable也不能保障其中Key-value对的程序.

Hashtable判断两个key相等、两个value相等的规范，与HashMap-致.

1.5 Properties

Properties类是Hashtable的子类，该对象用于解决属性文件

因为属性文件里的key、value都是字符串类型，所以Properties里的key和value都是字符串类型

存取数据时，倡议应用setProperty(String key,String value)办法和getProperty(String key)办法

代码示例：

//Properties:罕用来解决配置文件。key和value都是String类型public static void main(String[] args)  {    FileInputStream fis = null;    try {        Properties pros = new Properties();         fis = new FileInputStream("jdbc.properties");        pros.load(fis);//加载流对应的文件         String name = pros.getProperty("name");        String password = pros.getProperty("password");         System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);    } catch (IOException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        if(fis != null){            try {                fis.close();            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }         }    } }

2. 存储构造的了解：

Map中的key:无序的、不可反复的，应用Set存储所的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例)
Map中的value:无序的、可反复的，应用Collection存储所的value --->value所在的类要重写equals()
一个键值对：key-value形成了一个Entry对象。
Map中的entry:无序的、不可反复的，应用Set存储所的entry

3. 罕用办法

3.1增加、删除、批改操作：

Object put(Object key,Object value)：将指定key-value增加到(或批改)以后map对象中
void putAll(Map m):将m中的所有key-value对寄存到以后map中
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
void clear()：清空以后map中的所有数据
代码示例：

@Testpublic void test1() {    Map map = new HashMap();    //Object put(Object key,Object value)：将指定key-value增加到(或批改)以后map对象中    map.put("AA",123);    map.put("ZZ",251);    map.put("CC",110);    map.put("RR",124);    map.put("FF",662);    System.out.println(map);//{AA=123, ZZ=251, CC=110, RR=124, FF=662}     //Object put(Object key,Object value)：将指定key-value增加到(或批改)以后map对象中    map.put("ZZ",261);    System.out.println(map);//{AA=123, ZZ=261, CC=110, RR=124, FF=662}     //void putAll(Map m):将m中的所有key-value对寄存到以后map中    HashMap map1 = new HashMap();    map1.put("GG",435);    map1.put("DD",156);    map.putAll(map1);    System.out.println(map);//{AA=123, ZZ=261, CC=110, RR=124, FF=662, GG=435, DD=156}     //Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value    Object value = map.remove("GG");    System.out.println(value);//435    System.out.println(map);//{AA=123, ZZ=261, CC=110, RR=124, FF=662, DD=156}     //void clear()：清空以后map中的所有数据    map.clear();    System.out.println(map.size());//0  与map = null操作不同    System.out.println(map);//{}}

3.2元素查问的操作：

Object get(Object key)：获取指定key对应的value
boolean containsKey(Object key)：是否蕴含指定的key
boolean containsValue(Object value)：是否蕴含指定的value
int size()：返回map中key-value对的个数
boolean isEmpty()：判断以后map是否为空
boolean equals(Object obj)：判断以后map和参数对象obj是否相等
代码示例：

@Testpublic void test2() {    Map map = new HashMap();    map.put("AA", 123);    map.put("ZZ", 251);    map.put("CC", 110);    map.put("RR", 124);    map.put("FF", 662);    System.out.println(map);//{AA=123, ZZ=251, CC=110, RR=124, FF=662}    //Object get(Object key)：获取指定key对应的value    System.out.println(map.get("AA"));//123     //boolean containsKey(Object key)：是否蕴含指定的key    System.out.println(map.containsKey("ZZ"));//true     //boolean containsValue(Object value)：是否蕴含指定的value    System.out.println(map.containsValue(123));//true     //int size()：返回map中key-value对的个数    System.out.println(map.size());//5     //boolean isEmpty()：判断以后map是否为空    System.out.println(map.isEmpty());//false     //boolean equals(Object obj)：判断以后map和参数对象obj是否相等    Map map1 = new HashMap();    map1.put("AA", 123);    map1.put("ZZ", 251);    map1.put("CC", 110);    map1.put("RR", 124);    map1.put("FF", 662);    System.out.println(map.equals(map1));//true}

3.3 元视图操作的办法：

Set keySet()：返回所有key形成的Set汇合
Collection values()：返回所有value形成的Collection汇合
Set entrySet()：返回所有key-value对形成的Set汇合
代码示例：

@Testpublic void test3() {    Map map = new HashMap();    map.put("AA", 123);    map.put("ZZ", 251);    map.put("CC", 110);    map.put("RR", 124);    map.put("FF", 662);    System.out.println(map);//{AA=123, ZZ=251, CC=110, RR=124, FF=662}    //遍历所有的key集:Set keySet()：返回所有key形成的Set汇合    Set set = map.keySet();    Iterator iterator = set.iterator();    while (iterator.hasNext()) {        System.out.println(iterator.next());    }    System.out.println("--------------");    //遍历所有的value集：Collection values()：返回所有value形成的Collection汇合    Collection values = map.values();    for (Object obj :         values) {        System.out.println(obj);    }    System.out.println("---------------");    //Set entrySet()：返回所有key-value对形成的Set汇合    Set entrySet = map.entrySet();    Iterator iterator1 = entrySet.iterator();    //形式一：    while (iterator1.hasNext()) {        Object obj = iterator1.next();        //entrySet汇合中的元素都是entry        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;        System.out.println(entry.getKey() + "-->" + entry.getValue());    }    System.out.println("--------------");     //形式二：    Set keySet = map.keySet();    Iterator iterator2 = keySet.iterator();    while (iterator2.hasNext()) {        Object key = iterator2.next();        Object value = map.get(key);        System.out.println(key + "==" + value);    }}

总结：罕用办法：

增加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
批改：put(Object key,Object value)
查问：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()

4. 内存构造阐明：（难点）

4.1 HashMap在JDK 7.0中实现原理：

4.1.1 HashMap的存储构造：

JDK 7.0及以前的版本：HashMap是数组+链表构造（地址链表法）

JDK 8.0版本当前：HashMap是数组+链表+红黑树实现

4.1.2 对象创立和增加过程：

HashMap map = new HashMap():

在实例化当前，底层创立了长度是16的一维数组Entry[] table。

...可能曾经执行过屡次put...

map.put(key1,value1):

首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值通过某种算法计算当前，失去在Entry数组中的寄存地位。
如果此地位上的数据为空，此时的key1-value1增加胜利。 ----状况1
如果此地位上的数据不为空，(意味着此地位上存在一个或多个数据(以链表模式存在)),比拟key1和曾经存在的一个或多个数据的哈希值：
如果key1的哈希值与曾经存在的数据的哈希值都不雷同，此时key1-value1增加胜利。----状况2
如果key1的哈希值和曾经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值雷同，持续比拟：调用key1所在类的equals(key2)办法，比拟：
如果equals()返回false:此时key1-value1增加胜利。----状况3
如果equals()返回true:应用value1替换value2。

补充：对于状况2和状况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的形式存储。

在一直的增加过程中，会波及到扩容问题，当超出临界值(且要寄存的地位非空)时，扩容。默认的扩容形式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过去。

4.1.3 HashMap的扩容

当HashMap中的元素越来越多的时候，hash抵触的几率也就越来越高，因为数组的长度是固定的。所以为了进步查问的效率，就要对 HashMap的数组进行扩容，而在HashMap数组扩容之后，原数组中的数据必须从新计算其在新数组中的地位，并放进去，这就是 resize。

4.1.4 HashMap扩容机会

当HashMap中的元素个数超过数组大小（数组总大小 length，不是数组中个数） loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_ FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认状况下，数组大小(DEFAULT INITIAL CAPACITY)为16，那么当 HashMap中元素个数超过16 0.75=12（这个值就是代码中的 threshold值，也叫做临界值）的时候，就把数组的大小扩大为2 * 16=32，即扩充一倍，而后从新计算每个元素在数组中的地位，而这是一个十分耗费性能的操作，所以如果咱们曾经预知 HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数可能无效的进步HashMap的性能。

4.2 HashMap在JDK 8.0底层实现原理：

4.2.1 HashMap的存储构造：

HashMap的外部存储构造其实是数组+链表+红黑树的组合。

4.2.2 HashMap增加元素的过程：

当实例化一个HashMap时，会初始化 initialCapacity和loadFactor，在put第一对映射关系时，零碎会创立一个长度为 initialCapacity的Node数组，这个长度在哈希表中被称为容量（Capacity），在这个数组中能够寄存元素的地位咱们称之为“桶”（ bucket），每个bucket都有本人的索引，零碎能够依据索引疾速的查找bucket中的元素。

每个 bucket中存储一个元素，即一个Node对象，但每一个Noe对象能够带个援用变量next，用于指向下一个元素，因而，在一个桶中，就有可能生成一个Node链。也可能是一个一个 TreeNode对象，每一个Tree node对象能够有两个叶子结点left和right，因而，在一个桶中，就有可能生成一个TreeNode树。而新增加的元素作为链表的last，或树的叶子结点。

4.2.3 HashMap的扩容机制:

当HashMapl中的其中一个链的对象个数没有达到8个和JDK 7.0以前的扩容形式一样。
当HashMapl中的其中一个链的对象个数如果达到了8个，此时如果 capacity没有达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果曾经达到了64，那么这个链会变成树，结点类型由Node变成 Tree Node类型。当然，如果当映射关系被移除后，下次resize办法时判断树的结点个数低于6个，也会把树再转为链表。

4.2.4 JDK 8.0与JDK 7.0中HashMap底层的变动：

new HashMap():底层没有创立一个长度为16的数组

JDK 8.0底层的数组是：Node[],而非Entry[]

首次调用put()办法时，底层创立长度为16的数组

JDK 7.0底层构造只有：数组+链表。JDK 8.0中底层构造：数组+链表+红黑树。

造成链表时，心神不宁（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
当数组的某一个索引地位上的元素以链表模式存在的数据个数 > 8 且以后数组的长度 > 64时，此时此索引地位上的所数据改为应用红黑树存储。

4.3 HashMap底层典型属性的属性的阐明：

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
threshold：扩容的临界值，= 容量填充因子：16 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:JDK 8.0引入
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

4.4 LinkedHashMap的底层实现原理

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V>{    final int hash;    final K key;    V value;    Node<K,V> next;}

LinkedHashM中外部类Entry源码：

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {    Entry<K,V> before, after;//可能记录增加的元素的先后顺序    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {        super(hash, key, value, next);    }}

5. TreeMap的应用

向TreeMap中增加key-value，要求key必须是由同一个类创立的对象要照key进行排序：天然排序、定制排序

代码示例：

//天然排序@Testpublic void test() {    TreeMap map = new TreeMap();    User u1 = new User("Tom", 23);    User u2 = new User("Jarry", 18);    User u3 = new User("Bruce", 56);    User u4 = new User("Davie", 23);     map.put(u1, 98);    map.put(u2, 16);    map.put(u3, 92);    map.put(u4, 100);     Set entrySet = map.entrySet();    Iterator iterator = entrySet.iterator();    while (iterator.hasNext()) {        Object obj = iterator.next();        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;        System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());    }} //定制排序：依照年龄大小排@Testpublic void test2() {    TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {        @Override        public int compare(Object o1, Object o2) {            if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {                User u1 = (User) o1;                User u2 = (User) o2;                return Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());            }            throw new RuntimeException("输出数据类型谬误");        }    });    User u1 = new User("Tom", 23);    User u2 = new User("Jarry", 18);    User u3 = new User("Bruce", 56);    User u4 = new User("Davie", 23);     map.put(u1, 98);    map.put(u2, 16);    map.put(u3, 92);    map.put(u4, 100);     Set entrySet = map.entrySet();    Iterator iterator = entrySet.iterator();    while (iterator.hasNext()) {        Object obj = iterator.next();        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;        System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());    }}

6.应用Properties读取配置文件

代码示例：

//Properties:罕用来解决配置文件。key和value都是String类型public static void main(String[] args)  {    FileInputStream fis = null;    try {        Properties pros = new Properties();         fis = new FileInputStream("jdbc.properties");        pros.load(fis);//加载流对应的文件         String name = pros.getProperty("name");        String password = pros.getProperty("password");         System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);    } catch (IOException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        if(fis != null){            try {                fis.close();            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }         }    } }

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