参考 Java开发岗高频面试题
1 三大集合接口
1.1 Map Collection(Set Map接口)
1.2 常见的集合接口实现
1.2.1 Collection接口
List接口(有序，可重复)
- ArrayList：特点：底层实现是数组，查询快，增删慢。线程不安全，效率高
- LinkedList： 特点：底层实现是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可做堆栈，队列使用
- Vector：特点：底层实现是数组，查询快，增删慢，线程安全，效率低
注：集合Vector，它是线程安全的ArrayList，但是已经被废弃，不推荐使用了。多线程环境下，我们可以使用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList来保证线程安全。
Set接口（无序，唯一）
- HashSet: 特点：底层数据结构是哈希表。（无序，唯一）。依赖hashCode和equals两个方法来保证唯一性
- LinkedHashSet：特点：底层数据是链表和哈希表，（FIFO插入有序，唯一），由链表保证有序，由哈希表保证唯一。
- TreeSet：特点：底层数据结构是红黑树，（有序，唯一），
1.如何保证元素有序？
（1）自然排序（2）比较器排序
2.如何保证元素唯一？
根据比较的返回值是否为0来决定。
1.2.2 Map接口
- HashMap ：特点：无序，线程不安全，效率高，key和value都允许null值，父类是AbstractMap
- HashTable：特点：无序，线程安全，效率高，不允许null值，父类是Dictionary
- TreeMap：特点：有序
2 HashMap原理
2.1 HashMap原理-深入浅出HashMap
2.2 关于HashMap的一些问题
Q1:HashMap的初始容量，加载因子，扩容增量是多少？
HashMap默认情况下，初始容量是16，加载因子是0.75.扩容增量是原容量的一倍。在默认情况下 HashMap扩容是指元素个数（包括数组和链表+红黑树中）超过了16*0.75=12之后开始扩容。
Q2：HashMap的长度为什么是2的幂次方？
- 我们将一个键值对插入HashMap中，通过将Key的hash值与length-1进行&运算，实现了当前Key的定位，2的幂次方可以减少冲突（碰撞）的次数，提高HashMap查询效率
- 如果length为2的幂次方，则length-1 转化为二进制必定是11111……的形式，在与h的二进制与操作效率会非常的快，而且空间不浪费
- 如果length不是2的幂次方，比如length为15，则length-1为14，对应的二进制为1110，在与h与操作，最后一位都为0，而0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101这几个位置永远都不能存放元素了，空间浪费相当大，更糟的是这种情况中，数组可以使用的位置比数组长度小了很多，这意味着进一步增加了碰撞的几率，减慢了查询的效率！这样就会造成空间的浪费
总结
也就是说2的N次幂有助于减少碰撞的几率，空间利用率比较大。
加载因子，如果设置太小不利于空间利用，设置太大则会导致碰撞增多，降低了查询效率，所以设置了0.75。
2.3 HasMap的存储和获取原理
当调用put()方法传递键和值来存储时，先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象，也就是找到了该元素应该被存储的桶中（数组）。当两个键的hashCode值相同时，bucket位置发生了冲突，也就是发生了Hash冲突，这个时候，会在每一个bucket后边接上一个链表（JDK8及以后的版本中还会加上红黑树）来解决，将新存储的键值对放在表头（也就是bucket中）。
当调用get方法获取存储的值时，首先根据键的hashCode找到对应的bucket，然后根据equals方法来在链表和红黑树中找到对应的值。
2.4 HashMap扩容步骤
HashMap里面默认的负载因子大小为0.75，也就是说，当Map中的元素个数（包括数组，链表和红黑树中）超过了16*0.75=12之后开始扩容。将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing，因为它调用hash方法找到新的bucket位置。
但是，需要注意的是在多线程环境下，HashMap扩容可能会导致死循环。
HashMap扩容死循环问题------ps：还没看，头疼，不想看
2.5 哪些类适合作为HashMap的键？
String和Interger这样的包装类很适合做为HashMap的键，因为他们是final类型的类，而且重写了equals和hashCode方法，避免了键值对改写，有效提高HashMap性能。
为了计算hashCode()，就要防止键值改变，如果键值在放入时和获取时返回不同的hashCode的话，那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。
2.6 ConcurrentHashMap和Hashtable的区别？
ConcurrentHashMap结合了HashMap和Hashtable二者的优势。HashMap没有考虑同步，Hashtable考虑了同步的问题。但是Hashtable在每次同步执行时都要锁住整个结构。
ConcurrentHashMap锁的方式是稍微细粒度的，ConcurrentHashMap将hash表分为16个桶（默认值），诸如get，put，remove等常用操作只锁上当前需要用到的桶。
在实际的开发中，我们在单线程环境下可以使用HashMap，多线程环境下可以使用ConcurrentHashMap. 至于Hashtable已经不被推荐使用了（也就是说Hashtable只存在于面试题目中了）。
3.一些常见问题
3.1 TreeMap的特性
- 底层使用红黑树来实现的，TreeMap存储的键值对按照键值来排序
- 如果Key存入的是字符串等类型，那么会按照字典默认顺序排序
- 如果传入的是自定义引用类型，比如说User，那么该对象必须实现Comparable接口，并且覆盖其compareTo方法；或者在创建TreeMap的时候，我们必须指定使用的比较器。如下所示：
Comparable接口和Comparator接口有哪些区别呢？ - Comparable实现比较简单，但是当需要重新定义比较规则的时候，必须修改源代码，即修改User类里边的compareTo方法
- Comparator接口不需要修改源代码，只需要在创建TreeMap的时候重新传入一个具有指定规则的比较器即可。
3.2 Iterator和ListIterator的区别是什么？
- Iterator可以遍历list和set集合；ListIterator只能用来遍历list集合
- Iterator只能前向遍历集合；ListIterator可以前向和后向遍历集合
- ListIterator其实就是实现了前者，并且增加了一些新的功能。
3.3 数组和集合List之间的转换：
主要通过Arrays.asList以及List.toArray方法来搞定
注意:
- 通过Arrays.asList方法将数组转换成List，转换之后不可以使用add/remove等修改集合的相关方法，因为该方法返回的其实是一个Arrays的内部私有的一个类ArrayList，该类继承于Abstractlist，并没有实现这些操作方法，调用将会直接抛出UnsupportOperationException异常。这种转换体现的是一种适配器模式，只是转换接口，本质上还是一个数组。
- List.toArray方法搞定了集合转换成数组，这里最好传入一个类型一样的数组，大小就是list.size()。因为如果入参分配的数组空间不够大时，toArray方法内部将重新分配内存空间，并返回新数组地址；如果数组元素个数大于实际所需，下标为list.size()及其之后的数组元素将被置为null，其它数组元素保持原值。所以，建议该方法入参数组的大小与集合元素个数保持一致。
若是直接使用toArray无参方法，此方法返回值只能是Object[ ]类，若强转其它类型数组将出现ClassCastException错误。
3.4 collection和collections的区别
- Collection，是单列集合的接口，有子接口List和Set
- Collections，是针对集合操作的工具类，其中包含对集合进行排序和二分查找的方法
Collections常用方法
- public static void sort (List list)：排序，默认情况下是自然排序
- public static int binarySearch (List<?> list, T key)：二分查找
- public static T max (Collection<?> coll)：最大值（最小值类似用法）
- public static void reverse (List<?> list) ：顺序反转
- public static void shuffle (List<?> list)：随机置换
3.5 Array和Arrays的区别
数组类Array
- Java中最基本的一个存储结构。
- 提供了动态创建和访问 Java 数组的方法。其中的元素的类型必须相同。
- 效率高，但容量固定且无法动态改变。
- 它无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。
静态类Arrays
- 此静态类专门用来操作array ，提供搜索、排序、复制等静态方法
- equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。
- sort()：用来对array进行排序。
- binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。
- Arrays.asList(array):将数组array转化为List
注：类似的还有Executor和Executors有什么区别与联系
4 解决Hash冲突的方法有哪些？
参考链接
hash算法解决冲突的四种方法
5 Java集合中的快速失败（fast-fail）机制：
迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount的值。当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedModCount值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。：