《Java面试刷题》第一篇 类集

1. 集合的架构

从该图可以直观的看出整个结构，java集合包含了两种类型的容器：

1. Collection：存储元素集合
2. Map：存储kv映射

Collection接口又有三种子类型：

1. Set
2. List
3. Queue

后面又是一些抽象类，还有一些实现类：

1. ArrayList
2. LinkedList
3. HashSet
4. HashTable
5. TreeSet
6. LinkedHashSet
7. HashMap
8. LinkedHashMap

---

2. 常见集合的底层实现

1. ArrayList底层是数组
2. LinkedList底层是双向链表
3. HashMap和HashTable是数组+链表，java8之后同一位置的哈希冲突大于8则链表变为红黑树
4. HashSet底层是HashMap
5. LinkedHashMap底层修改自HashMap，包含了一个维护插入顺序的双向链表
6. LinkedHashSet底层是LinkedHashMap
7. TreeMap底层是红黑树
8. TreeSet底层是TreeMap

---

3. 常见问题

3.1 ArrayList和Vector的区别

1. vector是线程安全的，而ArrayList是线程不安全的（点进源码，可以看到vector的很多方法被synchronized关键字修饰了，一种同步机制）
2. vector在数据满时变为原来的两倍，而ArrayList在数据满时增长为原来的1.5倍
   
   
   
   
   
   上面时Vector的源码，从熟知的add方法一直找下去，发现当s == elementData.length即数据量满了就会触发扩容，且如果构造方法不传入capacityIncrement那么就会加上原来的容量，这就是为什么扩成了2倍。

这是ArrayList扩容成1.5倍的源码

3.2 ArrayList和LinkedList的区别

1. LinkedList基于链表的数据结构，ArrayList基于动态数组的数据结构
2. 根据上面的数据结构也可以想到，LinkedList在插入删除时候效率高，ArrayList查询效率更高

3.3 HashMap的底层

jdk7之前是数组+链表，如下图

put过程：

1. 数组初始化，在第一个元素插入HashMap时做初始化，先确定了初始数组大小
2. 计算具体数组位置，根据key进行hash运算
3. 找到下标后判断是是否key重复，如果没重复放在表头（头插法,1.8Z之后改成尾插法）
4. 在插入新值之前，如果size达到了阈值，并且当前插入的数组位置上已经有了元素，就会触发扩容。

get过程：

1. 根据key算出hash值
2. 根据hash找到对应的数组下标
3. 遍历该位置的链表，找到相等的key

---

jdk8使用了数组+链表+红黑树

jdk7中Entry代表节点，jkd8改用Node，换成红黑树之后使用TreeNode

put过程：先插值再扩容

3.4 HashMap与HashTable的区别

1. HashMap没有考虑线程安全的问题，HashTable则是线程安全的
2. HashMap允许KV是null，HashTable不允许

3.5 HashMap的负载和容量问题

为什么负载因为默认为0.75呢？

1. 当负载因子为0.5的时候，因为默认容量为16，那么达到8时就要扩容成32，达到16时就要扩容成64，这样下去空间利用率会极低。
2. 当负载因子为1的时候就是空间用完再扩容，会增加put操作的等待时间。
3. 好吧，真实的原因实在看不懂，那数学式子有毒。

为什么扩容后要重新hash呢？

因为Hash公式里面带了长度，如果不重新计算是get不到的。

容量为什么要是2的幂次方呢？

哈希公式是 hash & (length - 1），length是容量长度，默认是16即1 << 4
这样length - 1的二进制表示全部是1，index索引位置等于hashcode的后几位，所以HashCode只要均匀，hash算法结果就均匀

1. 实现了均匀分布
2. 位运算速度快

为什么重写equlas就也要重写HashCode?

看HashMap的get过程调用了如下方法
看这个源码，要先调用目标对象的hash方法，找到地址算出index索引之后，就是找链表或者红黑树上的结点了，找的时候调用了equals，如果只是重写equlas方法而不重写hashCode，那就默认继承了Object类的hashCode即地址，就算两个对象内容一样，地址不可能相同的，所以索引位置都不一样，怎么可能找得到。

---