集合的底层原理

ArrayList 是一个动态数组，实现了 List 接口以及 list 相关的所有方法，它允许所有元素的插入，包括 null。另外，ArrayList 和 Vector 除 了线程不同步之外，大致相等
ArrayList:
无参构造，默认长度为0，只有当使用的时候，扩容到默认大小10,add方法开始前，会判断原数组长度是否扩容(所谓扩容也仅仅是创建原数组长度1.5倍的新数组(通过System.arraycopy()方法创建新的数组)，并复制原数组含有的所有存的内容)，若扩容就调用grow()方法。remove 方法和 add()方法类似，通过调用System.arraycopy()方法，截取一部分数组。为何需要调用arraycopy方法?注意通用性，主观想法是只删除一个元素，但是对于通用性来说，还可以删除一段元素。同时如果删除中间一段元素的话，若在原数组上面改动，耗费效率过高，还不如创建一个新的数组。注意:源代码有一个细节点，使用arraycopy()之后，将 elementData[–size] = null; 此语句能够让gc回收原数组。
Vector :
很多方法都跟 ArrayList 一样，只是多加了个 synchronized 来保证线程安全罢了。
不同点:
Vector 创建时的默认大小为 10。 Vector 每次扩容都以当前数组大小的 2 倍去扩容。当指定了 capacityIncrement 之 后，每次扩容仅在原先基础上增加 capacityIncrement 个单位空间。
ArrayList 是非线程安全的，Vector 是线程安全的。
LinkedList:底层结构为双向链表 ，同时，它是线程不同步的
其中搜索方法有一个非常重要的元素，首先判断目标位置在整个链表位置的中心的前面还是后面，再决定是从头遍历还是从尾便利
相比数组，链表的特点就是在指定位置插入和删除元素的效率较高，但是查找的 效率就不如数组那么高了
HashMap 的实现原理
get()方法实现原理:
1、通过 hash 值获取该 key 映射到的桶。
2、桶上的 key 就是要查找的 key，则直接命中。
3、桶上的 key 不是要查找的 key，则查看后续节点： （1）如果后续节点是树节点，通过调用树的方法查找该 key。 （2）如果后续节点是链式节点，则通过循环遍历链查找该 key
put 方法比较复杂，实现步骤大致如下： 1、先通过 hash 值计算出 key 映射到哪个桶。 2、如果桶上没有碰撞冲突，则直接插入。 3、如果出现碰撞冲突了，则需要处理冲突： （1）如果该桶使用红黑树处理冲突，则调用红黑树的方法插入。 （2）否则采用传统的链式方法插入。如果链的长度到达临界值，则把链转变为红 黑树。 4、如果桶中存在重复的键，则为该键替换新值。 5、如果 size 大于阈值，则进行扩容。 loadFactor是装载因子，表示HashMap满的程度，默认值为0.75f ，阈值默认为(0.75*hashmap容量)，太小会造成资源的浪费，太大会造成hash collision 太多，使hashmap的效率降低，当size大于阈值，就会发生扩容，不管是用红黑树，还是链表都是为了处理hash collision容量:是指桶的个数，size是指该hashmap里元素的多少
hash()方法实现:
这个 hash 方法先通过 key 的 hashCode 方法获取一个哈希值，再拿这个哈希值与它 的高 16 位的哈希值做一个异或操作来得到最后的哈希值，计算过程可以参考下图。 为啥要这样做呢？注释中是这样解释的：如果当 n 很小，假设为 64 的话，那么 n-1 即为 63（0x111111），这样的值跟 hashCode()直接做与操作，实际上只使用了哈希 值的后 6 位。如果当哈希值的高位变化很大，低位变化很小，这样就很容易造成冲 突了，所以这里把高低位都利用起来，从而解决了这个问题
resize 方法 HashMap 在进行扩容时，使用的 rehash 方式非常巧妙，因为每次扩容都是翻倍，与 原来计算（n-1）&hash 的结果相比，只是多了一个 bit 位，所以节点要么就在原来 的位置，要么就被分配到“原位置+旧容量”这个位置。 例如，原来的容量为 32，那么应该拿 hash 跟 31（0x11111）做与操作；在扩容扩到 了 64 的容量之后，应该拿 hash 跟 63（0x111111）做与操作。新容量跟原来相比只 是多了一个 bit 位，假设原来的位置在 23，那么当新增的那个 bit 位的计算结果为 0 时，那么该节点还是在 23；相反，计算结果为 1 时，则该节点会被分配到 23+31 的 桶上。 正是因为这样巧妙的 rehash 方式，保证了 rehash 之后每个桶上的节点数必定小于等 于原来桶上的节点数，即保证了 rehash 之后不会出现更严重的冲突。
总结: 按照原来的拉链法来解决冲突，如果一个桶上的冲突很严重的话，是会导致哈希表 的效率降低至 O（n），而通过红黑树的方式，可以把效率改进至 O（logn）。相比 链式结构的节点，树型结构的节点会占用比较多的空间，所以这是一种以空间换时 间的改进方式
HashSet:
对于 HashSet 而言，它是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 来保存 所有元素，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底 层 HashMap 的相关方法来完成。