一、基础结构与版本核心差异（高频！必会！）
JDK 1.7 实现：分段锁（Segment）
- 运作原理：
将整个Map拆分为多个Segment（默认16个），每个Segment独立加锁（ReentrantLock）。
写操作时只锁一个Segment，其他Segment仍可并发读写 → 降低锁冲突。 - 类比理解：
好比一栋楼有16个独立房间（Segment），每个房间有自己的锁。A在1号房存东西时，B仍可进2号房拿东西，互不影响。
JDK 1.8 实现：CAS + synchronized 细粒度锁
- 运作原理：
- 取消Segment，结构变为 Node数组 + 链表 + 红黑树（同HashMap）
- 锁粒度细化到单个桶的头节点（链表首节点或红黑树根节点）
- 插入时：
- 桶为空 → CAS无锁插入
- 桶非空 → synchronized锁头节点再插入
- 为何改用synchronized？
JDK1.6后synchronized已优化（锁升级：无锁→偏向锁→轻量锁→重量锁），且节省内存（若用ReentrantLock需每个Node继承AQS，浪费资源）。
二、6大核心机制与面试回答要点
1️⃣ Put流程（线程安全如何保证？）
- 步骤：
① 计算Key的hash值 → 定位桶位置；
② 若桶为空 → CAS插入（失败则重试）；
③ 若桶为扩容中转节点（hash=-1） → 协助扩容；
④ 若桶非空 → synchronized锁头节点 → 遍历链表/树插入或更新；
⑤ 链表超8且数组≥64 → 转红黑树。 - 面试话术：“1.8的put通过CAS+桶锁实现安全：空桶无锁竞争用CAS，非空桶锁头节点防并发写。同时支持协助扩容，避免阻塞。”
2️⃣ Get流程（为何无需加锁？）
- 原理：Node的
value和next指针用volatile修饰 → 写操作后其他线程立即可见最新值。 - 注意：与
table数组是否volatile无关（volatile数组仅保证数组引用可见，不保证元素可见）。 - 面试话术：“get无锁是因为Node内部用volatile保证可见性，读直接访问内存最新值，类似读Redis，无并发冲突。”
3️⃣ 扩容机制（如何高效？）
- 触发条件：元素总数 ≥ 数组长度 × 0.75（负载因子固定0.75）。
- 并发扩容：
- 线程扩容时发现其他线程在扩容 → 协助迁移数据（而非等待）；
- 迁移时用ForwardingNode标记已迁桶，写请求遇到该标记会协助扩容。
- 面试话术：“扩容时线程可协同搬运数据，通过ForwardingNode标志让新请求也来帮忙，类似多人搬仓库货架，效率更高。”
4️⃣ Key/Value为何不允许null？
- 二义性问题：
map.get(key)返回null时 → 无法区分是“key不存在”还是“value本就是null”；- 多线程下：A线程读
null时，B线程可能正好写入null→ 破坏业务逻辑。
- 面试话术：“null值在多线程场景产生二义性，比如缓存系统无法区分‘无数据’和‘数据为null’，因此直接禁止。”
5️⃣ Size计算（如何保证并发准确？）
- 原理：
用LongAdder分片计数思想：- 维护
baseCount+CounterCell[]分片计数器； - 更新时优先CAS改
baseCount，失败则改分片计数器 → 分散并发压力。
- 维护
- 面试话术：“size不是遍历计数，而是分片累加（baseCount+CounterCell数组），类似超市多个收银台独立计数再汇总，避免所有线程挤一个计数器。”
6️⃣ 迭代器：弱一致性（Weakly Consistent）
- 原理：迭代器创建时不冻结快照，遍历期间可能读到其他线程新增/删除的条目（未遍历部分），但不保证完全实时210。
- 对比：HashMap迭代器是强一致性（遍历中修改直接抛
ConcurrentModificationException)。 - 面试话术：“迭代器是弱一致的：遍历时可能看到后续修改，但不保证全量最新。类似边看书边有人修改内容——你翻到后面时会看到新内容，但已读过的页不重读。”
三、JDK 1.7 vs 1.8 高频对比表
| 对比项 | JDK 1.7 | JDK 1.8 | 优化点 |
|---|---|---|---|
| 数据结构 | Segment + HashEntry | Node数组+链表+红黑树 | 结构统一，查询效率提升 |
| 锁机制 | ReentrantLock（分段锁） | CAS + synchronized（桶级锁） | 锁粒度更细，内存占用更低 |
| 并发度 | 由Segment数量决定（默认16） | 由数组大小动态决定 | 更灵活，减少竞争 |
| 扩容 | 仅当前Segment扩容 | 多线程协同扩容 | 迁移效率大幅提升 |
| 哈希冲突处理 | 链表 | 链表→红黑树（阈值8） | 防链表退化，查询O(1)→O(logN) |
总结1.8优势：锁粒度细（桶级 vs 段级）、内存省（去Segment）、扩容快（协作式）、查询稳（链表转树）。
四、致命细节（易挂点！）
- 树化条件：链表长度 > 8 且 数组长度 ≥ 64（否则优先扩容）；
- size()非实时：分片计数有微小延迟，并发极高时可能误差；
- 并发度设置：1.7可设并发度（构造函数参数），1.8已取消。
五、面试表达技巧
- 原理 → 优点 → 对比三段式回答：“比如您问put如何线程安全（原理），1.8用CAS和桶锁实现，优点是冲突时只锁一个桶（优点），不像Hashtable全表锁，也不像1.7锁整个Segment（对比）。”
- 主动关联场景：“像缓存系统——高并发读用volatile无锁get，写用synchronized仅锁单桶，比Collections.synchronizedMap效率高得多。”
