JDK源码解读

1. StringBuffer和StringBuilder原理

1. 无非是在底层维护了一个char数组，每次append的时候就往char数组里面放字符而已，在最终sb.toString()的时候，用一个new String()方法把char数组里面的内容都转成String，这样，整个过程中只产生了一个StringBuilder对象与一个String对象，非常节省空间。StringBuilder唯一的性能损耗点在于char数组不够的时候需要进行扩容，扩容需要进行数组拷贝，一定程度上降低了效率。

2. StringBuffer和StringBuilder用法一模一样，唯一的区别只是StringBuffer是线程安全的，它对所有方法都做了同步，StringBuilder是线程非安全的，所以在不涉及线程安全的场景，比如方法内部，尽量使用StringBuilder，避免同步带来的消耗。

3. 另外，StringBuffer和StringBuilder还有一个优化点，上面说了，扩容的时候有性能上的损耗，那么如果可以估计到要拼接的字符串的长度的话，尽量利用构造函数指定他们的长度。

2. 集合可遍历原理

1. 在编译的时候编译器会自动将对for这个关键字的使用转化为对目标的迭代器的使用，这就是foreach循环的原理。进而，我们再得出两个结论：

2. ArrayList之所以能使用foreach循环遍历，是因为ArrayList所有的List都是Collection的子接口，而Collection是Iterable的子接口，ArrayList的父类AbstractList正确地实现了Iterable接口的iterator方法。之前我自己写的ArrayList用foreach循环直接报空指针异常是因为我自己写的ArrayList并没有实现Iterable接口

3. 任何一个集合，无论是JDK提供的还是自己写的，只要想使用foreach循环遍历，就必须正确地实现Iterable接口。

3. 缓存值原理

1. Byte、Short、Integer、Long、Char这几个装箱类的valueOf()方法是以128位分界线做了缓存的，假如是128以下且-128以上的值是会取缓存里面的引用的。

2. Float和Double则没有缓存值，因为是浮点型没有固定值。

4. 集合原理

1. ArrayList

1. 可为null，存入顺序和拿出顺序一致，可存入重复数据，线程不安全。
2. 底层数据结构为数组，默认初始化大小为10。但是，若是，我们没有传递List大小，则默认不会分配空间。只有当使用add, 进行添加元素的时候, 才会，开辟空间。每次空间不足，则扩容在原有的基础上扩容1.5倍。
3. 对elementDate使用了transient关键字修饰，这样序列化ArrayList的时候就无法序列化，目的可能是因为List中存在无数据的节点，直接序列化，浪费空间，因此，产生了writeObject这个方法，只序列化List中有数据的节点。
4. 遍历：使用普通for循环。

2. LinkedList

1. 可为null，存入顺序和拿出顺序一致，可存入重复数据，线程不安全。
2. 底层数据结构为双向链表。
3. 查找原理：当index小于数组大小的一半的时候（size >> 1表示size / 2，使用移位运算提升代码运行效率），向后查找；否则，向前查找。
4. 遍历：使用foreach循环。

3. CopyOnWriteArrayList

1. 可为null，存入顺序和拿出顺序一致，可存入重复数据，线程安全。
2. 底层为一个Object[]数组。
3. 原理：就是对于add. remove等等修改操作，都会复制一份数据出来，这样就不会发生错误，但是，因为都去复制数据，导致资源使用过高。源码中使用volatile进行强制刷新每个线程中的数据备份。保证了操作的数据正确性。
4. 思想：读写分离，最终一致性。
5. 用法：CopyOnWriteArrayList适用于读操作远多于修改操作的并发场景中。

4. HashMap

1. key和value可为null，存入顺序和拿出顺序可能不一致，可存入重复数据，线程不安全。
2. 底层是哈希表。里面存入的节点则是单向链表。
3. 原理：默认初始化的时候，有16个空间。所有对于需要大量并且快速的对比的话如果都用equal()去做显然效率太低，所以解决方式是，每当需要对比的时候，首先用hashCode()去对比，如果hashCode()不一样，则表示这两个对象肯定不相等（也就是不必再用equal()去再对比了）,如果hashCode()相同，此时再对比他们的equal()，如果equal()也相同，则表示这两个对象是真的相同了，这样既能大大提高了效率也保证了对比的绝对正确性！
4. 持久化：使用了transient 修饰数据区。因为在不同的虚拟机上，得到的hashCode是不一样的，HashCode和底层实现相关，不同的虚拟机可能有不同的HashCode算法。所以，持久化hashMap无用，但是，java使用writeObject方法，重新持久化了数据，保证了在不同的平台上，依然是可用的。

5. LinkedHashMap

1. key和value可为null，存入顺序和拿出顺序一致，可存入重复数据，线程不安全。
2. 底层数据结构为双向链表。
3. LRU：在new LinkedHashMap(): 可以传入一个boolean参数，false按照插入顺序排序，而true则按照访问方式排序，先访问的，访问完毕之后，放到list最后。

6. TreeMap

1. key不能为null，value可为null，根据key的自然顺序，或者是重写comparator接口，可存入重复数据，线程不安全。
2. 底层结构是红黑树。
   1. 红黑树特性：
      1. 根节点与叶节点都是黑色节点，其中叶节点为Null节点
      2. 每个红色节点的两个子节点都是黑色节点，换句话说就是不能有连续两个红色节点
      3. 从根节点到所有叶子节点上的黑色节点数量是相同的
   2. 长度：
      1. 黑树中最短的可能路径是全部为黑色节点的路径
      2. 红黑树中最长的可能路径是红黑相间的路径