一、HashMap的数据结构?

JDK7:数组+链表
JDK8:数组+链表+红黑树

1.1 数组的存储特点

HashMap如何导致CPU100%的?_数组

查询:连续性,有下标,查询速度快。
插入:后面的节点需要全部移动,时间复杂度高。
删除:节点下标全部需要改变,除了最后一个节点。
如:java中的ArrayList就是数组实现的

1.2 链表的存储特点

HashMap如何导致CPU100%的?_数组_02


删除:迅速,简单。 时间复杂度为O1.

查询:啥时间复杂度为On,需要从头到尾遍历。

如java中的LinkList的数据结构为双向链表。

HashMap如何导致CPU100%的?_死循环_03

1.3 哈希算法的底层是是如何实现的?

HashMap如何导致CPU100%的?_数组_04


也叫散列算法,把任意长度的值散列变换成固定的值,通过地址访问,加快访问速度。

碰撞?冲突?如何解决?

加一个指针就好啦!

二、JDK8为何引入红黑树?

想想一下,JDK7数组+链表的数据结构,如果出现哈希值全部一样的情况,那么数据结构中就会存在严重的哈希冲突,这个时候数组中只有少数的数组有数据,然而却存在相当大且长的链表,那么查询的速度严重降低!!!!!

HashMap如何导致CPU100%的?_死循环_05


阈值为8,超过了8,转化为红黑树。

2.1 红黑树

红黑树是一种特化的AVL树(平衡二叉树),都是在进行插入和删除操作时通过特定操作保持二叉查找树的平衡,从而获得较高的查找性能。

2.2 扩展因子0.75

扩展因子也叫加载因子或负载因子是 HashMap 中的一个属性,如下图所示:假如数组的默认长度为 10,扩展因子为 0.5,那么当数组超过 10*0.5=5 个时,HashMap 就会扩容为之前容量的两倍,所以说扩展因子就是用来判定 HashMap 是否满足扩容条件的。

三、HashMap 导致 CPU 100%

HashMap 导致 CPU 100% 的原因就是因为 HashMap 死循环导致的,那 HashMap 是如何造成死循环的?
HashMap 发生死循环的一个重要原因是 JDK 1.7 时链表的插入是首部倒序插入的,而 JDK 1.8 时已经变成了尾部插入,有人把这个死循环的问题反馈给了 Sun 公司,但它们认为这不是一个问题,因为 HashMap 本身就是非线程安全的,如果要在多线程使用建议使用 ConcurrentHashMap 替代 HashMap,但面试中这个问题被问的频率比较高,所以在这里就特殊说明一下。
HashMap 是非线程安全的,以 JDK 1.7 为例,当多线程并发扩容时就会出现环形引用的问题,从而导致死循环的出现,一直死循环就会导致 CPU 运行 100%,所以在多线程使用时,我们需要使用 ConcurrentHashMap 来替代 HashMap