Java集合总结

1. HashMap与HashTable区别以及HashMap的底层实现。
2. HashTable：synchronized比HashMap线程安全，但是不能接受null值，而HashMap可以接受为null的键和值（当然只能有一个key为null），性能方面：HashTable是线程安全的，那么在单线程下，性能肯定比不过HashMap；另一个区别是HashMap的迭代器是fail-fast即快速失败迭代器
3. 快速失败迭代器？
4. 能否让HashMap同步？

Hash可以使用以下语句进行同步：Map m=Collections.synchronizedMap(hashMap)

1. HashMap的底层实现:----》由HashMap数据结构说到底层实现

首先回答介绍HashMap是什么及他的特点：例如实现了Map结构，以键值对的方式存放数据，线程不安全，key和value可以为空等特点。

然后从HashMap的数据结构分析：即HashMap是由数组和链表来实现对数据的存储。也就是哈希表（所知道哈希表的实现方法：拉链发和开放定值法）。

然后回答通过HashMap的put的get方法具体说明HashMap的低层实现。

Put：HashMap会对null值key进行特殊处理，总是放到table[0]位置
put过程是先计算hash然后通过hash与table.length取摸计算index值，然后将key放到table[index]位置，当table[index]已存在其它元素时，会在table[index]位置形成一个链表，将新添加的元素放在table[index]，原来的元素通过Entry的next进行链接，这样以链表形式解决hash冲突问题，当元素数量达到临界值(capactiy*factor)时，则进行扩容，是table数组长度变为table.length*2

Get：同样当key为null时会进行特殊处理，在table[0]的链表上查找key为null的元素
get的过程是先计算hash然后通过hash与table.length取摸计算index值，然后遍历table[index]上的链表，直到找到key，然后返回

1. ConcurrentHashMap原理分析。（未完待续）

由于a、HashMap线程不安全：（多线程情况下，HashMap使用put会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用）b、虽然HashTable使用了Synchronized来保证线程安全，单在线程激烈时效率低下，多个线程进行put和get时，可能会进入阻塞或者轮循状态。（原因是所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁）。

因此ConcurrentHashMap使用了锁分段技术：将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据都配一把锁，当一个线程占用锁访问一个数据段的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。但是有些方法需要跨段：比如size（）和containsValue（），他们可能需要锁定整个表而不是整个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁。

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成，Segment是一种可重入锁ReentrantLock，他扮演锁的结构，HashEntry则用于存放键值对数据。一个ConcurrentHashMap包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构。一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素， 每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。

源码分析：

1. ArrayList和LinkedList，HashSet底层

ArrayList通过数组实现，默认数组初始化长度为10，add方法如果增加的元素超过10个，那么会生成一个新的数组，长度为原数组的1.5倍+1，然后将原数组的内容复制到新数组当中，后续添加的新内容都会放到新数组中。扩容数组调用的方法为Arrays.copyOf();

LinkedList:：低层实现是基于双向循环链表，且头结点不存放数据，然后实现其增删改查操作，和数据结构中链表的增删改查完全相同，而且插入是有序的。

HashSet：的底层实现是通过Map来实现的，Set中不允许有重复的元素，类似于集合，在HashSet的实现的时候，通过Map来实现，每次往Set里添加数据，都会将数据设置为Map的键值，Map的值设置一个默认值，因为Map的键值不能重复，所以每次添加到Set内的数据也不能重复。

1. 为什么重写equals必须重写Hashcode

在A.equals(B)返回true的情况下，A, B 的hashCode()要返回相同的值．我们在定义类时，我们经常会希望两个不同对象的某些属性值相同时就认为他们相同，所以我们要重写equals()方法，按照原则，我们重写了equals()方法，也要重写hashCode()方法，要保证上面所述的b,c原则;所以java中的很多类都重写了这两个方法,例如String类，包装类

自定义的一个类，想要把它的实例保存在集合中时，我们就需要重写这两个方法；

1. ****Vector如何高效初始化

一般来说可以像数组那样遍历，一个一个赋值。

1. Hashmap的初始容量可以自己定义吗？扩容？（resize）有什么要求？

元素个数大于当前数组的长度乘以加载因子时（0.75/可以修改）就会自动扩容，容量为2次幂（我们正常的思维是进行一个%运算，但是%运算效率太过低下，所以采用2进制运算，同时为了保证2进制的情况下进行一个均匀分布，所以把容量设置成2的幂，）。resize就是重新计算容量，resize方法：非常重要的hashmap扩容，先创建一个容量为table.length*2的新table，修改临界值，然后把table里面元素计算hash值并使用hash与table.length*2重新计算index放入到新的table里面
这里需要注意下是用每个元素的hash全部重新计算index，而不是简单的把原table对应index位置元素简单的移动到新table对应位置。

1. 怎样减少hash碰撞
2. 开放定值法
3. 再哈希法：遇到冲突时，使用多个哈希函数计算地址，直到无冲突。
4. ****链地址法（拉链法）----》优点和缺点
5. 建立一个公共溢出区：另外设立存储空间用以存储发生冲突的记录。
6. 数组为什么是连续存储的

用C里面的知识解决。

1. ****HashMap在并发情况下会出现什么问题？
2. 在多线程put后可能导致get无限循环，具体表现为COU使用率100%，
3. 可能产生元素丢失的现象
4. HashTable和ConcurrentHashMap等都是线程安全的，但HashTable是由synchronized实现的，效率低，因此常用ConcurrentHashMap，锁分段技术。（原理见第三问）2.使用synchronizedMap同步方法包装HashMap object，得到线程安全的Map，并在Map上进行操作。
5. 哪些情况下用栈

栈：一种数据结构，先进后出。

应用：在CPU内部有提供栈这个机制，用于函数调用和返回，数字转字符，表达式求值，走迷宫等。在CPU内部栈中主要用来进行子程序调用和返回，中断时数据保存和返回。

1. 练习遍历HashMap以及队列和栈的实现代码？
2. 迭代器

Iterator：只能正向遍历集合，适用于获取移除元素。

使用注意事项：使用容器的Iterator（）方法返回一个Iterator，然后通过Iterator的next（）方法返回第一个元素，使用Iterator的hasNext（）方法判断容器中是否还有元素，如果有，用next（）方法获取下一个元素，可以用remove（）删除迭代器返回的元素。

ListIterator继承自Iterator，专门针对List，可以从两个方向遍历List，同时支持元素的修改。

14.HashMap的快速失败