java集合框架小札

ArrayList与LinkedList异同

• 线程安全
  • ArrayList和LinkedList都是不同步，不保证线程安全
• 底层数据结构
  • Arraylist 底层使用的是Object数组
  • LinkedList 底层使用的是双向链表数据结构
• 插入和删除是否受元素位置的影响
  • ArrayList 采用数组存储（顺序存储），插入和删除时间复杂度受影响
  • LinkedList 采用链表存储，不受影响
• 是否支持快速随机访问
  • LinkedList不支持高效的随机元素访问，而ArrayList支持
• 内存空间占用
  • ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间
  • LinkedList每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（存放直接后继和前驱以及自身的数据）
• list遍历方式选择
  • 实现了RandomAccess接口的list，优先选择普通for循环，其次foreach
  • 未实现的，优先先选择iterator遍历

ArrayList与Vector区别

• Vector类的所有方法都是同步的（同步在多线程编程才有意义）。
• ArrayList非同步，在不需要保证线程安全时通常使用它。

HashMap底层实现

• 该类的hash方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法，减少碰撞。
• 拉链法，将链表和数组相结合。
  • 创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中即可。

HashMap和Hashtable的区别

• 线程是否安全
  • HashMap是非线程安全
  • HashTable是线程安全，其内部方法基本都经过synchronized修饰
• 效率 HashMap比HashTable高
• 对Null key 和 Null value的支持
  • HashMap中null可以作为键，可有多个值为null
  • HashTable中的put键值均不可为null
• 初始容量大小和每次扩容量大小的不同
  • 创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1
  • HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍
  • 创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小
• 底层数据结构
  • JDK1.8 以后的 HashMap 当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间

HashMap 多线程操作导致死循环问题

• 原因在于 HashMap 的扩容 resize()方法
  • 扩容是新建一个数组，复制原数据到数组
  • 由于数组下标挂有链表，所以需要复制链表，但是多线程操作有可能导致环形链表。

HashSet 和 HashMap 区别

• HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同

• 底层数据结构
  • JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现
  • JDK1.8 采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样，数组+链表/红黑二叉树
  • JDK1.8之前 数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
• 实现线程安全的方式
  • 在JDK1.7的时候，ConcurrentHashMap（分段锁），由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成。
  • JDK1.8直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。
  • Hashtable(同一把锁)

Collection底层数据结构总结

• List
  • Arraylist： Object数组
  • Vector： Object数组
  • LinkedList： 双向链表(JDK1.6之前为循环链表，JDK1.7取消了循环)
• Set
  • HashSet（无序，唯一）: 基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素
  • LinkedHashSet： LinkedHashSet 继承与 HashSet，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的
  • TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树。)
• Map
  • HashMap jdk1.8+ 当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间
  • LinkedHashMap
    • 在上面结构的基础上，增加了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序
    • 同时通过对链表进行相应的操作，实现了访问顺序相关逻辑
  • HashTable: 数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
  • TreeMap: 红黑树（自平衡的排序二叉树）

反射机制

• 定义：动态获取信息及动态调用对象的方法功能
• 编译
  • 静态编译：
    • 在编译时确定类型，绑定对象
  • 动态编译：
    • 运行时确定类型，绑定对象
• 反射特点
  • 优点：运行期类型的判断，动态加载类，提高代码灵活度
  • 缺点：性能瓶颈，相当于一系列解释操作
• 应用场景
  • 通过反射去调用对应的字节码
  • 通过反射机制实现动态代理设计模式
  • 应用框架
    • Spring/Hibernate
    • JDBC连接数据库用Class.forName()通过反射加载数据库的驱动程序
    • Spring经典的xml配置模式，装载Bean过程
      1. 将程序内所有 XML 或 Properties 配置文件加载入内存中
      2. Java类里面解析xml或properties里面的内容，得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息
      3. 使用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例
      4. 动态配置实例的属性

List，Set，Map之比较

• List 该接口存储一组不唯一的有序对象
• Set 不允许重复的对象集合
• Map 使用键值对存储，key不允许重复，可以是字符串，也可以是任意对象

comparable 和 comparator

• comparable接口实际上是出自java.lang包 它有一个 compareTo(Object obj)方法用来排序
• comparator接口实际上是出自 java.util 包它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法用来定制排序
• 对objects数组排序，用Arrays.sort()
• 对objects集合进行排序，用Collections.sort()

数组与List转换

• List转数组 toArray(arraylist.size())
• 数组转List Arrays的asList(a)方法
• ArrayList操作接口方法
  • addAll(Collection<? extends E> c) 并集
  • retainAll(Collection<?> c) 交集
  • removeAll(Collection<?> c) 差集
  • 无重复并集
    • list2.removeAll(list1);list1.addAll(list2);