面试题：Java中Map接口常见的实现类及其特点

Question

请列举Java中Map接口常见的几个实现类，并简要说明每个实现类在存储结构、性能特点、线程安全性等方面的特点。

Answer 1

HashMap

• 存储结构：基于哈希表实现，使用数组+链表（JDK 1.8 后引入红黑树优化，链表长度超过8且数组长度大于64时转换为红黑树）。
• 性能特点：插入、查找、删除操作平均时间复杂度为O(1)，在哈希冲突严重时退化为O(n)，适合在单线程环境下快速查找和插入元素。
• 线程安全性：非线程安全。

TreeMap

• 存储结构：基于红黑树实现，按键的自然顺序或自定义顺序排序。
• 性能特点：插入、查找、删除操作时间复杂度为O(log n)，适用于需要按键排序的场景。
• 线程安全性：非线程安全。

LinkedHashMap

• 存储结构：继承自HashMap，同时使用双向链表维护插入顺序或访问顺序。
• 性能特点：基本和HashMap性能类似，由于维护链表额外开销，性能略逊于HashMap，支持按插入顺序或访问顺序遍历。
• 线程安全性：非线程安全。

Hashtable

• 存储结构：基于哈希表实现，与HashMap类似，但实现细节有差异。
• 性能特点：插入、查找、删除操作平均时间复杂度为O(1)，在哈希冲突严重时退化为O(n)，性能略低于HashMap，因为其方法多为同步方法。
• 线程安全性：线程安全，方法使用synchronized关键字修饰。

ConcurrentHashMap

• 存储结构：JDK 1.7 基于分段锁实现，将数据分成多个段，每个段有独立锁；JDK 1.8 基于CAS + synchronized实现，锁粒度更细。
• 性能特点：在多线程环境下，性能优于Hashtable，插入、查找、删除操作在高并发下具有较好的性能。
• 线程安全性：线程安全，允许多个线程同时读，部分线程同时写。