Map與Collection在集合框架中屬並列存在、

Map是一次新增一對元素（儲存的是夫妻，哈哈）。Collection是一次新增一個元素（儲存的是一個單體）。
　　Map儲存的是鍵值對。
　　Map儲存元素使用put方法， Collection使用add方法。
　　Map集合沒有直接取出元素的方法， 而是先轉成Set集合， 再通過迭代獲取元素。
　　Map集合中鍵要保證唯一性。

Map的兩種取值方式keySet、entrySet

keySet
　　先獲取所有鍵的集合， 再根據鍵獲取對應的值。（即先找到丈夫，去找妻子）
entrySet
　　先獲取map中的鍵值關係封裝成一個個的entry物件， 儲存到一個Set集合中，再迭代這個Set集合， 根據entry獲取對應的key和value。
　　向集合中儲存自定義物件 （entry類似於是結婚證）
　　 HashMap : 內部結構是雜湊表，不是同步的。允許null作為鍵，null作為值。
　　TreeMap : 內部結構是二叉樹，不是同步的。可以對Map集合中的鍵進行排序。

HashMap概述

　　 HashMap是基於雜湊表的Map介面的非同步實現，此實現提供所有可選的對映操作，並允許使用null值和null鍵

　　它不保證對映的順序，HashMap是Hashtable的輕量級實現（非執行緒安全的實現），它們都完成了Map介面。
　　

HashMap的資料結構

　　雜湊表是由陣列+連結串列組成的，（注意，這是jdk1.8之前的）陣列的預設長度為16。
　　為什麼是陣列+連結串列？
　　陣列對於資料的訪問如查詢和讀取非常方便，連結串列對於資料插入非常方便。
　　連結串列可以解決hash值衝突（即對於不同的key值可能會得到相同的hash值）
　　數組裡每個元素儲存的是一個連結串列的頭結點。而組成連結串列的結點其實就是hashmap內部定義的一個類：Entity

HashMap的存取

　　HashMap的儲存–put ： null key總是存放在Entry[]陣列的第一個元素
　　元素需要儲存在陣列中的位置。先判斷該位置上有沒有存有Entity，沒有的話就建立一個Entity《K,V》物件，新的Entity插入（put）的位置永遠是在連結串列的最前面。
　　HashMap的讀取–get ： 先定位到陣列元素，再遍歷該元素處的連結串列.
　　覆蓋了equals方法之後一定要覆蓋hashCode方法，原因很簡單，比如，String a = new String(“abc”); String b = new String(“abc”); 如果不覆蓋hashCode的話，那麼a和b的hashCode就會不同。
　　HashMap是基於hashing的原理，我們使用put(key, value)儲存物件到HashMap中，使用get(key)從HashMap中獲取物件。當我們給put()方法傳遞鍵和值時，我們先對鍵呼叫hashCode()方法，返回的hashCode用於找到bucket位置來儲存Entry物件。

解決雜湊（HASH）衝突的主要方法

1、開放地址法；2、再hash法；3、鏈地址法

HashMap 的 hashcode 的作用？什麼時候需要重寫？如何解決雜湊衝突？查詢的時候流程是如何？

　　為什麼這麼說呢？考慮一種情況，當向集合中插入物件時，如何判別在集合中是否已經存在該物件了？（注意：集合中不允許重複的元素存在）

　　也許大多數人都會想到呼叫equals方法來逐個進行比較，這個方法確實可行。但是如果集合中已經存在一萬條資料或者更多的資料，如果採用equals方法去逐一比較，效率必然是一個問題。此時hashCode方法的作用就體現出來了，當集合要新增新的物件時，先呼叫這個物件的hashCode方法，得到對應的hashcode值。實際上在HashMap的具體實現中會用一個table儲存已經存進去的物件的hashcode值，如果table中沒有該hashcode值，它就可以直接存進去，不用再進行任何比較了；如果存在該hashcode值， 就呼叫它的equals方法與新元素進行比較，相同的話就不存了，不相同就雜湊其它的地址，所以這裡存在一個衝突解決的問題，這樣一來實際呼叫equals方法的次數就大大降低了。

　　HashMap有一個叫做Entry的內部類，它用來儲存key-value對。上面的Entry物件是儲存在一個叫做table的Entry陣列中。table的索引在邏輯上叫做“桶”(bucket)，它儲存了連結串列的第一個元素。key的hashcode()方法用來找到Entry物件所在的桶。如果兩個key有相同的hash值（即衝突），他們會被放在table陣列的同一個桶裡面（以連結串列方式儲存）。key的equals()方法用來確保key的唯一性。key的value物件的equals()和hashcode()方法根本一點用也沒有。

Hashtable 概述

　　也是一個散列表，它儲存的內容是鍵值對(key-value)對映。
　　Hashtable 繼承於Dictionary，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面
　　Hashtable 的函式都是同步的，這意味著它是執行緒安全的。它的key、value都不可以為null。
　　Hashtable中的對映不是有序的。
　　Hashtable繼承於Dictionary類，實現了Map介面。Map是”key-value鍵值對”介面，Dictionary是聲明瞭操作”鍵值對”函式介面的抽象類。

hashtable與hashmap區別（筆試面試必考）

HashMap和Hashtable都實現了Map介面，但決定用哪一個之前先要弄清楚它們之間的分別。主要的區別有：執行緒安全性，同步(synchronization)，以及速度。
　　HashMap幾乎可以等價於Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，並可以接受null(HashMap可以接受為null的鍵值(key)和值(value)，而Hashtable則不行)。
　　HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，這意味著Hashtable是執行緒安全的，多個執行緒可以共享一個Hashtable；而如果沒有正確的同步的話，多個執行緒是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的擴充套件性更好。
　　另一個區別是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以當有其它執行緒改變了HashMap的結構（增加或者移除元素），將會丟擲ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素則不會丟擲ConcurrentModificationException異常。但這並不是一個一定發生的行為，要看JVM。這條同樣也是Enumeration和Iterator的區別。
　　由於Hashtable是執行緒安全的也是synchronized，所以在單執行緒環境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要單一執行緒，那麼使用HashMap效能要好過Hashtable。
　　HashMap不能保證隨著時間的推移Map中的元素次序是不變的。
　　
我們先看HashMap和Hashtable這兩個類的定義
可見Hashtable 繼承自 Dictiionary， 而 HashMap繼承自AbstractMap。

　　1） HashMap允許null鍵值的key，注意最多隻允許一條記錄的鍵為null，不允許多條記錄的值為null。

　　　　HashMap允許將null作為一個entry的key或者value，而Hashtable不允許。

　　2） HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsValue和containsKey，因為contains方法容易讓人引起誤解。

　　 Hashtable則保留了contains，containsValue和containsKey三個方法，其中contains和containsValue功能相同。

　　3） Hashtable的方法是執行緒安全的，而HashMap不支援執行緒的同步。

　　4） Hashtable使用Enumeration，HashMap使用Iterator。

　　4）hash值的使用不同，Hashtable直接使用物件的hashCode，而HashMap是

　　（1）繼承的父類不同
　　　　Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap繼承自AbstractMap類。但二者都實現了Map介面。
　　（2）執行緒安全性不同
　　　　Hashtable 中的方法是Synchronize的，而HashMap中的方法在預設情況下是非Synchronize的。在多執行緒併發的環境下，可以直接使用Hashtable，不需要自己為它的方法實現同步，但使用HashMap時就必須要自己增加同步處理。
　　（3）是否提供contains方法
　　　　HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsValue和containsKey，因為contains方法容易讓人引起誤解。
　　　　Hashtable則保留了contains，containsValue和containsKey三個方法，其中contains和containsValue功能相同。
　　（4）key和value是否允許null值
　　　　其中key和value都是物件，並且不能包含重複key，但可以包含重複的value。
　　　　Hashtable中，key和value都不允許出現null值。
　　　　HashMap中，null可以作為鍵，這樣的鍵只有一個；可以有一個或多個鍵所對應的值為null。當get()方法返回null值時，可能是 HashMap中沒有該鍵，也可能使該鍵所對應的值為null。因此，在HashMap中不能由get()方法來判斷HashMap中是否存在某個鍵， 而應該用containsKey()方法來判斷。
　　（5）兩個遍歷方式的內部實現上不同
　　　　Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由於歷史原因，Hashtable還使用了Enumeration的方式 。
　　（6）hash值不同
　　　　雜湊值的使用不同，HashTable直接使用物件的hashCode。而HashMap重新計算hash值。
　　（7）內部實現使用的陣列初始化和擴容方式不同
　　　　Hashtable和HashMap它們兩個內部實現方式的陣列的初始大小和擴容的方式。HashTable中hash陣列預設大小是11，增加的方式是 old*2+1。
　　　　HashMap中hash陣列的預設大小是16，而且一定是2的指數。

Hashmap與Linkedhashmap區別

Linkedhashmap是hashmap子類多了after和behind方法。
LinkedHashMap比HashMap多維護了一個連結串列。

TreeMap

　　TreeMap的底層使用了紅黑樹來實現，像TreeMap物件中放入一個key-value 鍵值對時，就會生成一個Entry物件，這個物件就是紅黑樹的一個節點，其實這個和HashMap是一樣的，一個Entry物件作為一個節點，只是這些節點存放的方式不同。
　　存放每一個Entry物件時都會按照key鍵的大小按照二叉樹的規範進行存放，所以TreeMap中的資料是按照key從小到大排序的。

Arraylist 和 HashMap 如何擴容？負載因子有什麼作用？如何保證讀寫程序安全？

　　HashTable預設初始11個大小，預設每次擴容的因子為0.75，
　　HashMap預設初始16個大小（必須是2的次方），預設每次擴容的因子為0.75。
　　ArrayList，預設初始10個大小，每次擴容是原容量的一半。
　　Vector，預設初始10個大小，每次擴容是原容量的兩倍，
　　StringBuffer、StringBuilder預設初始化是16個字元，預設增容為（原長度+1）*2。
　　負載因子有什麼作用，必須在 “衝突的機會”與”空間利用率”之間尋找一種平衡與折衷。這種平衡與折衷本質上是資料結構中有名的”時-空”矛盾的平衡與折衷。

HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、WeakHashMap

　　HashMap裡面存入的鍵值對在取出時沒有固定的順序，是隨機的。
　　一般而言，在Map中插入、刪除和定位元素，HashMap是最好的選擇。
　　由於TreeMap實現了SortMap介面，能夠把它儲存的記錄根據鍵排序，因此，取出來的是排序後的鍵值對，如果需要按自然順序或自定義順序遍歷鍵，那麼TreeMap會更好。
　　LinkedHashMap是HashMap的一個子類，如果需要輸出的順序和輸入相同，那麼用LinkedHashMap可以實現、它還可以按讀取順序來排列。
　　WeakHashMap中key採用的是“弱引用”的方式，只要WeakHashMap中的key不再被外部引用，它就可以被垃圾回收器回收。
而HashMap中key採用的是“強引用的方式”，當HashMap中的key沒有被外部引用時，只有在這個key從HashMap中刪除後，才可以被垃圾回收器回收。

你知道HashMap的工作原理嗎？ 你知道HashMap的get()方法的工作原理嗎？

　　但一些面試者可能可以給出答案，“HashMap是基於hashing的原理，我們使用put(key,value)儲存物件到HashMap中，使用get(key)從HashMap中獲取物件。當我們給put()方法傳遞鍵和值時，我們先對鍵呼叫hashCode()方法，返回的hashCode用於找到bucket位置來儲存Entry物件。”這裡關鍵點在於指出，HashMap是在bucket中儲存鍵物件和值物件，作為Map.Entry。這一點有助於理解獲取物件的邏輯。

　　如果你沒有意識到這一點，或者錯誤的認為僅僅只在bucket中儲存值的話，你將不會回答如何從HashMap中獲取物件的邏輯。這個答案相當的正確，也顯示出面試者確實知道hashing以及HashMap的工作原理。但是這僅僅是故事的開始，當面試官加入一些Java程式設計師每天要碰到的實際場景的時候，錯誤的答案頻現。

當兩個物件的hashcode相同會發生什麼？

　　從這裡開始，真正的困惑開始了，一些面試者會回答因為hashcode相同，所以兩個物件（即value）是相等的，HashMap將會丟擲異常，或者不會儲存它們。然後面試官可能會提醒他們有equals()和hashCode()兩個方法，並告訴他們兩個物件就算hashcode相同，但是它們可能並不相等。一些面試者可能就此放棄，而另外一些還能繼續挺進，他們回答“因為hashcode相同，所以它們的bucket位置相同，‘碰撞’會發生。因為HashMap使用連結串列儲存物件，這個Entry(包含有鍵值對的Map.Entry物件)會儲存在連結串列中。”這個答案非常的合理，雖然有很多種處理碰撞的方法，這種方法是最簡單的，也正是HashMap的處理方法。

如果兩個key的hashcode相同，你如何獲取值物件？

　　當我們呼叫get()方法，HashMap會使用鍵物件的hashcode找到bucket位置，找到bucket位置之後，會呼叫keys.equals()方法去找到連結串列中正確的節點，最終找到要找的值物件。

　　注意：面試官會問因為你並沒有值物件去比較，你是如何確定確定找到值物件的？除非面試者直到HashMap在連結串列中儲存的是鍵值對，否則他們不可能回答出這一題。

　　一些優秀的開發者會指出使用不可變的、宣告作final的物件，並且採用合適的equals()和hashCode()方法的話，將會減少碰撞的發生，提高效率。不可變性使得能夠快取不同鍵的hashcode，這將提高整個獲取物件的速度，使用String，Interger這樣的wrapper類作為鍵是非常好的選擇。

hashmap的儲存過程？

　　HashMap內部維護了一個儲存資料的Entry陣列，HashMap採用連結串列解決衝突，每一個Entry本質上是一個單向連結串列。當準備新增一個key-value對時，首先通過hash(key)方法計算hash值，然後通過indexFor(hash,length)求該key-value對的儲存位置，計算方法是先用hash&0x7FFFFFFF後，再對length取模，這就保證每一個key-value對都能存入HashMap中，當計算出的位置相同時，由於存入位置是一個連結串列，則把這個key-value對插入連結串列頭。

　　HashMap中key和value都允許為null。key為null的鍵值對永遠都放在以table[0]為頭結點的連結串列中。
　　

hashMap擴容問題？

　　擴容是是新建了一個HashMap的底層陣列，而後呼叫transfer方法，將就HashMap的全部元素新增到新的HashMap中（要重新計算元素在新的陣列中的索引位置）。 很明顯，擴容是一個相當耗時的操作，因為它需要重新計算這些元素在新的陣列中的位置並進行復制處理。因此，我們在用HashMap的時，最好能提前預估下HashMap中元素的個數，這樣有助於提高HashMap的效能。

　　HashMap共有四個構造方法。構造方法中提到了兩個很重要的引數：初始容量和載入因子。這兩個引數是影響HashMap效能的重要引數，其中容量表示雜湊表中槽的數量（即雜湊陣列的長度），初始容量是建立雜湊表時的容量（從建構函式中可以看出，如果不指明，則預設為16），載入因子是雜湊表在其容量自動增加之前可以達到多滿的一種尺度，當雜湊表中的條目數超出了載入因子與當前容量的乘積時，則要對該雜湊表進行 resize 操作（即擴容）。

　　預設載入因子為0.75，如果載入因子越大，對空間的利用更充分，但是查詢效率會降低（連結串列長度會越來越長）；如果載入因子太小，那麼表中的資料將過於稀疏（很多空間還沒用，就開始擴容了），對空間造成嚴重浪費。如果我們在構造方法中不指定，則系統預設載入因子為0.75，這是一個比較理想的值，一般情況下我們是無需修改的。