HashMap と ConcurrentHashMap のよくある面接の質問

HashMap のキーの生成

主なニーズの 1 つは、オブジェクトの値をエラーなく返さなければならないことです。右？そうしないと、設計しているデータ構造をどのように想像すればよいかが明確ではありません。使用できなくなります。適切なキーが作成されたと判断するには、HashMap がどのように機能するかを知る必要があります。HashMap はハッシュの原則に基づいて構築されています。ハッシュ コード内のキーは、主に、HashMap 内の要素を追加および検索するために、equals() メソッドと組み合わせて使用​​されます。オブジェクトのハッシュ コードが別のキーと値のペアに変更された場合、マップから値を取得することはほとんど不可能になります。この場合はメモリリークと呼ばれます。これを回避するには、キーとマップを不変にする必要があります。これが、String、Integer、その他の同様のクラスなどの不変クラスがキーの作成に適している主な理由です。

ただし、不変性は推奨されますが、必須ではないことに注意してください。可変オブジェクトをキーにしたい場合は、キー オブジェクトがオブジェクトのハッシュ コードを変更しないようにする必要があります。これは、 hashCode() メソッドをオーバーライドすることで実行できます。さらに、キー クラスは、望ましくない予期せぬ実行動作を回避するために、 hashCode() メソッドおよび equals() メソッドと正しく動作する必要があります。

HashMap と ConcurrentHashMap の違い

Whatбы лучше визуализировать СoncurrentHashMap нужно рассматривать этот класс How группу HashMap’ов. Whatбы брать и класть значения пар(key-value) в HashMap необходимо вычислить хэш-code и найти правильный сегмент массива Collection.Entry. В ConcurrentHashMap отличие заключается во внутренней структуре для хранения пар key-value. ConcurrentHashMap имеет дополнительную концепцию сегментов. Будет легко понять если представить, что один сегмент эквивалентен одному HashMap[концептуально]. ConcurrentHashMap разделена на множество сегментов [по умолчанию их число равно 16] при инициализации. ConcurrentHashMap похожим потокам примерно (16) получать одновременный доступ к этому сегменту, каждый поток работает одновременно с высоким параллелизмом. Отсюда, если ваша пара key-value хранится в сегменте 10 не нужно блокировать остальные 15 сегментов дополнительно. Такая структура обеспечивает очень высокий уровень параллелизма.

Другими словами Concurrent HashMap использует множество замков и каждый замок управляет одним сегментом структуры. Установки данных в определенном сегменте заблокированы для получения в этом сегменте так синхронизированы операции обновления. При получении данных, чтения на лету используется без синхронизации. Если считывать данные на лету то сегмент блокируется и запись производится в синхронизированный блок.

Различия между HashMap и Collection.synchronizedMap(HashMap)

Все на самом деле просто! HashMap не синхронизирована и Collection.synchronizedMap(HashMap) возвращает упакованные методы HashMap которые являются синхронизированными get и put методами.

Фактически, Collection.synchronizedMap(HashMap) внутренне созданного внутреннего класса SunchronizedMap содержащего пары key-value передающиеся в HashMap How аргумент. Такой пример внутренних классов ничего не меняет в первоначальных параметрах HashMap и является fully независимым.

Различия между ConcurrentHashMap и Collections.synchronizedMap(HashMap)

Оба являются синхронизированными versionми HashMap c различиями в функциональности и внутренней структуре. Как указано выше ConcurrentHashMap состоит из внутренних сегментов, которые могут рассматриваться How независимые HashMap’ы концептуально. Все эти сегменты могу быть заблокированы отдельными потоками выполняемыми одновременно. Таким образом несколько потоков могу одновременно получить/положить пары key-value из ConcurrentHashMap без блокирования/ожидания друг друга.

Из Collections.synchronizedMap() мы получаем синхронизированную версию HashMap и доступ в блокировании образом. Это означает то что если несколько потоков пытаются получить доступ к synchronizedMap в одно и тоже время им будет позволено взять/положить пары key-value по одному синхронизированному образу.

Различия между HashMap и HashTable

Этот вопрос также является простым. Главное различие в том что HashTable синхронизирован а HashMap нет. Если вас спросят по другим причинам то скажите им что HashTable является наследием класса (часть JDK 1.0) который был произведен в рамках коллекции реализовав интерфейс Map позже. В нем все еще есть вещи которых нету в HashMap такие к примеру How Enumerators(счётчики). Другой незначительной причиной является то что HashMap поддерживает ключ со meaningм null.(Отображаемый How пустая область памяти). HashTable не поддерживает ключ со meaningм null и вызывает исключение NullPointerException, при попытке его задать.

Различия между HashTable и Collection.synchronized(HashMap)

До сих пор вы возможно только знали об их сходствах. Оба являются синхронизированными versionми коллекций. Оба имеют синхронизированные методы внутри. Оба блокируют потоки и заставляют ждать когда можно взять/положить что-либо в коллекцию. Так в чем же различия? Хорошо! Нет основных различий для указанных выше причин. Производительность обоих одинакова. Единственное что различает их это то что HashTable наследуемый класс он получил свои дополнительные функции такие How Enumerators(счетчики).

Влияние случайных/фиксированных значений для значения ключа.

Влияние в обоих случаях будь то фиксированное meaning or случайное будет иметь одинаковый результат и это необъяснимое поведение. Большое meaning имеет место в HashMap где поставить пару key-value и где восстановить. Если положение an object ключа меняется каждый раз то его положение будет рассчитываться каждый раз разными способами. Таким образом an object хранящийся в HashMap будет потерян навсегда с минимальной возможностью восстановления. Поэтому значения ключей являются неизменными и каждый раз возвращают уникальные значения.

Использование HashMap в несинхронизированном codeе многопоточных приложений.

— в худшем случае это может вызвать бесконечный цикл.

— Да.

— Ты был прав это действительно может привести к бесконечному циклу. Ты спросишь: "Как?"

— Хорошо! Вот причина!

HashMap имеет концепцию повторного хеширования, когда достигает своего верхнего предела. Это процесс создания новой области памяти и копирования туда существующих элементов. Допустим Поток A положил пару key-value в Map и повторное хеширование началось, в то же время поток Б начал манипулировать с областью памяти используя операцию put(положить). Во время повторного хеширования существует возможность для создания циклической зависимости где элемент находящийся в ссылочном листе [в любой области памяти] может указывать на любой предыдущий узел в ту же область памяти. Это приведет к бесконечному циклу так How code повторного хеширования содержит в себе while(TRUE) {//получаем следующий узел} который будет работать бесконечно.

Посмотрите внимательно на этот code содержащий метод передачи использующий операцию повторного хеширования:

public Object get(Object key) {
    Object k = maskNull(key);
    int hash = hash(k);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    Entry e = table[i];

    //While true is always a bad practice and cause infinite loops

    while (true) {
        if (e == null)
            return e;
        if (e.hash == hash && eq(k, e.key))
            return e.value;
        e = e.next;
    }
}

これについては次の記事で詳しく説明します。記事が役に立ったと思われた場合は、お友達と共有してください。楽しく学習しましょう！