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JAVA面试题（1）

说说 Java 中 HashMap 的原理？

为什么引入红黑树: 当hash冲突较多的时候，链表中的元素会增多，插入、删除、查询的效率会变低，退化成O(n)使用红黑树可以优化插入、删除、查询的效率，logN级别。

转换时机: 链表上的元素个数大于等于8 且 数组长度大于等于64； 链表上的元素个数小于等于6的时候，红黑树退化成链表。

链表插入方式变更：从"头插法"改为"尾插法"

• 头插法特点：

  • 插入时不需要遍历链表
  • 直接替换头结点
  • 扩容时会导致链表逆序
  • 多线程环境下可能产生死循环

• 尾插法改进：

  • 避免扩容时的链表逆序
  • 解决多线程环境下的潜在死循环问题

Java 中 ConcurrentHashMap 1.7 和 1.8 之间有哪些区别？

ConcurrentHashMap 不同JDK版本的实现对比

1. 数据结构

• JDK1.7：

  • 使用 Segment（分段锁） + HashEntry数组 + 链表 的数据结构

• JDK1.8及之后：

  • 使用 数组 + 链表/红黑树 的数据结构（与HashMap类似）

2. 锁的类型与宽度

• JDK1.7：

  • 分段锁(Segment)继承了 ReentrantLock
  • Segment容量默认16，不会扩容 → 默认支持16个线程并发访问

• JDK1.8：

  • 使用 synchronized + CAS 保证线程安全
  • 空节点：通过CAS添加（put操作，多个线程可能同时想要将一个新的键值对插入到同一个桶中，这时它们会使用 CAS 来比较当前桶中的元素（或节点）是否已经被修改过。）
  • 非空节点：通过synchronized加锁，只锁住该桶，其他桶可以并行访问。

3. 渐进式扩容（JDK1.8+）

• 触发条件：元素数量 ≥ 数组容量 × 负载因子(默认0.75)
• 扩容过程：
  1. 创建2倍大小的新数组
  2. 线程操作数据时，逐步迁移旧数组数据到新数组
  3. 使用 transferIndex 标记迁移进度
  4. 直到旧数组数据完全迁移完成

500. 什么是 Java 的 CAS（Compare-And-Swap）操作？

CAS操作包含三个基本操作数：

1. 内存位置(V)：要更新的变量
2. 预期原值(A)：认为变量当前应该具有的值
3. 新值(B)：想要更新为的值

CAS 工作原理：

1. 读取内存位置V的当前值为A
2. 计算新值B
3. 当且仅当V的值等于A时，将V的值设置为B
4. 如果不等于A，则操作失败(通常重试)

伪代码表示：
if (V == A) {
    V = B;
    return true;
} else {
    return false;
}