京东面试题之:HashMap 链表循环问题

3月19日晚上参加了京东base成都的研发工程师电话面试,其中对面试官提出的一个问题印象比较深,特别记录一下;

Q1: 你能聊聊hashMap扩容机制嘛?

A1:是这样的,在JDK1.7及以前,hashmap在判断是否需要扩容前,需要满足两个条件

      ①会先去比较当前的enrty数量是否达到阈值(初始长度*负载因子),如果达到了则进入②

      ②再去判断当前的key所计算出来的hash值是否会产生hash冲突?如果会 则进行扩容,扩容为原来的两倍 然后在把原来的enrty节点放到新的map中,在此之前需要rehash

Q2: 那么在扩容的时候会出现什么问题呢?

A2:可能会造成链表循环把........

Q3:那你能聊聊为什么会造成链表循环呢? 是如何解决的呢?

A3:.........10:40:51

面试完后马上看了源码,然后进行了分析如下:

jdk 1.7 hashmap

1.7中是数据是先扩容后插入

链表循环问题发生在链表转移的方法中

 1 void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
 2     int newCapacity = newTable.length;
 3     for (Entry<K,V> e : table) {
 4         while(null != e) {
 5             Entry<K,V> next = e.next;
 6             if (rehash) {
 7                 e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
 8             }
 9             int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
10             e.next = newTable[i];
11             newTable[i] = e;
12             e = next;
13         }
14     }
15 }

如果元素个数已经达到数组阈值,则扩容,并把原来的元素移动过去。

假设HashMap初始化大小为4,插入个3节点,不巧的是,这3个节点都hash到同一个位置,如果按照默认的负载因子的话,插入第3个节点就会扩容,为了验证效果,假设负载因子是1

插入第4个节点时,发生rehash,假设现在有两个线程同时进行,线程1和线程2,两个线程都会新建新的数组。

假设 线程2 在执行到Entry<K,V> next = e.next;之后,cpu时间片用完了,这时变量e指向节点a,变量next指向节点b。

线程1继续执行,很不巧,a、b、c节点rehash之后在同一个位置7,开始移动节点

第一步,移动节点a

第二步,移动节点b

注意,这里的顺序是反过来的,继续移动节点c

这个时候 线程1 的时间片用完,内部的table还没有设置成新的newTable, 线程2 开始执行,这时内部的引用关系如下:

这时,在 线程2 中,变量e指向节点a,变量next指向节点b,开始执行循环体的剩余逻辑

1 Entry<K,V> next = e.next;
2 int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
3 e.next = newTable[i];
4 newTable[i] = e;
5 e = next;

执行之后的引用关系如下图

执行后,变量e指向节点b,因为e不是null,则继续执行循环体,执行后的引用关系

变量e又重新指回节点a,只能继续执行循环体,这里仔细分析下:
1、执行完Entry<K,V> next = e.next;,目前节点a没有next,所以变量next指向null;
2、e.next = newTable[i]; 其中 newTable[i] 指向节点b,那就是把a的next指向了节点b,这样a和b就相互引用了,形成了一个环;
3、newTable[i] = e 把节点a放到了数组i位置;
4、e = next; 把变量e赋值为null,因为第一步中变量next就是指向null;

所以最终的引用关系是这样的:

  

jdk 1.8 hashmap

1.8中数据是先插入再扩容

 1 //规避了8版本以下的成环问题
 2                     else { // preserve order
 3                         // loHead 表示老值,老值的意思是扩容后,该链表中计算出索引位置不变的元素
 4                         // hiHead 表示新值,新值的意思是扩容后,计算出索引位置发生变化的元素
 5                         // 举个例子,数组大小是 8 ,在数组索引位置是 1 的地方挂着一个链表,链表有两个值,两个值的 hashcode 分别是是9和33。
 6                         // 当数组发生扩容时,新数组的大小是 16,此时 hashcode 是 33 的值计算出来的数组索引位置仍然是 1,我们称为老值
 7                         // hashcode 是 9 的值计算出来的数组索引位置是 9,就发生了变化,我们称为新值。
 8                         Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
 9                         Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
10                         Node<K,V> next;
11                         // java 7 是在 while 循环里面,单个计算好数组索引位置后,单个的插入数组中,在多线程情况下,会有成环问题
12                         // java 8 是等链表整个 while 循环结束后,才给数组赋值,所以多线程情况下,也不会成环,也就是找到链表最后一个值之后才赋值,尾插法
13                         do {
14                             next = e.next;
15                             // (e.hash & oldCap) == 0 表示老值链表
16                             if ((e.hash & oldCap) == 0) {
17                                 if (loTail == null)
18                                     loHead = e;
19                                 else
20                                     loTail.next = e;
21                                 loTail = e;
22                             }
23                             // (e.hash & oldCap) == 0 表示新值链表
24                             else {
25                                 if (hiTail == null)
26                                     hiHead = e;
27                                 else
28                                     hiTail.next = e;
29                                 hiTail = e;
30                             }
31                         } while ((e = next) != null);
32                         // 老值链表赋值给原来的数组索引位置
33                         if (loTail != null) {
34                             loTail.next = null;
35                             newTab[j] = loHead;
36                         }
37                         // 新值链表赋值到新的数组索引位置
38                         if (hiTail != null) {
39                             hiTail.next = null;
40                             newTab[j + oldCap] = hiHead;
41                         }
42                     }
原文地址:https://www.cnblogs.com/ft-greate/p/12536910.html