关于一些基础的Java问题的解答(三)
11. HashMap和ConcurrentHashMap的区别
在JDK1.5中,伟大的Doug Lea给我们带来了concurrent包,从此我们有线程安全的ConcurrentHashMap用了。
- public V put(K key, V value) {
- return putVal(key, value, false);
- }
- final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
- if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
- int hash = spread(key.hashCode());
- int binCount = 0;
- for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
- Node<K,V> f; int n, i, fh;
- if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
- tab = initTable();
- else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
- if (casTabAt(tab, i, null,
- new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
- break; // no lock when adding to empty bin
- }
- else if ((fh = f.hash) == MOVED)
- tab = helpTransfer(tab, f);
- else {
- V oldVal = null;
- synchronized (f) {
- if (tabAt(tab, i) == f) {
- if (fh >= 0) {
- binCount = 1;
- for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
- K ek;
- if (e.hash == hash &&
- ((ek = e.key) == key ||
- (ek != null && key.equals(ek)))) {
- oldVal = e.val;
- if (!onlyIfAbsent)
- e.val = value;
- break;
- }
- Node<K,V> pred = e;
- if ((e = e.next) == null) {
- pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
- value, null);
- break;
- }
- }
- }
- else if (f instanceof TreeBin) {
- Node<K,V> p;
- binCount = 2;
- if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
- value)) != null) {
- oldVal = p.val;
- if (!onlyIfAbsent)
- p.val = value;
- }
- }
- }
- }
- if (binCount != 0) {
- if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
- treeifyBin(tab, i);
- if (oldVal != null)
- return oldVal;
- break;
- }
- }
- }
- addCount(1L, binCount);
- return null;
- }
来看一些关键的代码:在第2行,方法检测了key和value是否为空,如果为空则抛出NullPointerException(看来线程安全的key和value都必须非空,和HashTable一样)。然后在第9行构造了一个Node对象,这个对象代表的是键值对节点(内部有next指针指向下一个节点)的实体。在ConcurrentHashMap内部维护了一个Node对象的数组,它大小是2的指数,且是volatile的具有原子可见性,数组索引是key经过哈希函数得出的哈希值:
- /**
- * The array of bins. Lazily initialized upon first insertion.
- * Size is always a power of two. Accessed directly by iterators.
- */
- transient volatile Node<K,V>[] table;
看回putVal方法,从第12行的注释我们可以看出,如果是往一个空的索引位置放入一个新的Node节点,则不需要加锁。再看到方法第18行,我们发现这里有个临界区,此时处理的是往一个已有节点的索引位置加入新的节点情况,那么在链表完成之前很明显我们不应该让其他新节点干扰我们的工作,因此此处为索引头的Node对象加了锁,但此时别的索引位置是不加锁的。
看完了put方法,我们再来看看get方法:
- public V get(Object key) {
- Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
- int h = spread(key.hashCode());
- if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
- (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
- if ((eh = e.hash) == h) {
- if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
- return e.val;
- }
- else if (eh < 0)
- return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
- while ((e = e.next) != null) {
- if (e.hash == h &&
- ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
- return e.val;
- }
- }
- return null;
- }
可以看到由于volatile关键字保证了原子可见性,get方法是完全没有加锁的。
- HashMap允许key和value为空值,ConcurrentHashMap不允许
- HashMap的put和remove不加锁,不是线程安全的,而ConcurrentHashMap加锁,是线程安全的
- 两者的get方法都没有加锁,但HashMap的Node数组不具有volatile关键字
- /**
- * Stripped-down version of helper class used in previous version,
- * declared for the sake of serialization compatibility
- */
- static class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {
- private static final long serialVersionUID = 2249069246763182397L;
- final float loadFactor;
- Segment(float lf) { this.loadFactor = lf; }
- }
12. TreeMap、HashMap、LinkedHashMap的区别
LinkedHashMap:
- public class LinkedHashMap<K,V>
- extends HashMap<K,V>
- implements Map<K,V>
其与HashMap最大的不同在于内部维护了一个用于遍历的双向链表,遍历的时候能够保持元素插入的顺序:
- /**
- * The head (eldest) of the doubly linked list.
- */
- transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
- /**
- * The tail (youngest) of the doubly linked list.
- */
- transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
TreeMap:
- /**
- * The comparator used to maintain order in this tree map, or
- * null if it uses the natural ordering of its keys.
- *
- * @serial
- */
- private final Comparator<? super K> comparator;
- private transient Entry<K,V> root;
13. Collection包结构,与Collections的区别
Collection:
- 按元素插入顺序存储的List
- 不允许元素重复的Set
- 先进先出的Queue
- 后进先出的Stack
Collections:
14. try catch finally,try里有return,finally还执行么?
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- try {
- System.out.println("try");
- return;
- } catch (Exception e) {
- } finally {
- System.out.println("finally");
- }
- }
- }
结果:
15. Excption与Error包结构,OOM遇到的情况
- Error是无法处理的异常,比如OutOfMemoryError,一般发生这种异常,JVM会选择终止程序。因此我们编写程序时不需要关心这类异常。
- Exception,也就是我们经常见到的一些异常情况,比如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException,这些异常是我们可以处理的异常。
对于unchecked exception(非检查异常),也称运行时异常(RuntimeException),比如常见的NullPointerException、IndexOutOfBoundsException,java编译器不要求必须进行异常捕获处理或者抛出声明,由程序员自行决定。(可以处理,也可以不处理)
对于checked exception(检查异常),也称非运行时异常(运行时异常以外的异常就是非运行时异常),java编译器强制程序员必须进行捕获处理,比如常见的IOExeption和SQLException。对于非运行时异常如果不进行捕获或者抛出声明处理,编译都不会通过。
关于OOM:
- 堆溢出:堆是JVM存放对象实例的地方,如果我们产生的对象过多,JVM又没有及时的GC,就会突破最大堆容量限制从而发生OOM
- 操作栈或本地方法栈溢出:如果线程在拓展栈时无法申请到足够的内存,也会发生OOM
- 方法区溢出:方法区存储了JVM中的常量,静态变量和类信息等信息,一个类如果要被垃圾收集器回收,判定条件是很苛刻的,因此在经常动态生成大量Class也可能发生OOM
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