集合
List、Map、Set三个接口存取元素时，各有什么特点
List以特定索引来存取元素，可以有重复元素。
Set不能存放重复元素(用对象的equals()方法来区分元素是否重复)。Map保存键值对(key-value pair)映射，映射关系可以是一对一或多对一。Set和Map容器都有基于哈希存储和排序树的两种实现版本，基于哈希存储的版本理论存取时间复杂度为O(1)，而基于排序树版本的实现在插入或删除元素时会按照元素或元素的键(key)构成排序树从而达到排序和去重的效果。
ArrayList、Vector、LinkedList的存储性能和特性
ArrayList 和Vector都是使用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢。
Vector中的方法由于添加了synchronized修饰，因此Vector是线程安全的容器，但性能上较ArrayList差，因此已经是Java中的遗留容器。
LinkedList使用双向链表实现存储(将内存中零散的内存单元通过附加的引用关联起来，形成一个可以按序号索引的线性结构，这种链式存储方式与数组的连续存储方式相比，内存的利用率更高)，按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快。
Vector属于遗留容器(Java早期的版本中提供的容器，除此之外，Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遗留容器)，已经不推荐使用，但是由于ArrayList和LinkedListed都是非线程安全的，如果遇到多个线程操作同一个容器的场景，则可以通过工具类Collections中的synchronizedList方法将其转换成线程安全的容器后再使用(这是对装潢模式的应用，将已有对象传入另一个类的构造器中创建新的对象来增强实现)。
LinkedList比ArrayList更占内存，因为LinkedList为每一个节点存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向下一个元素。
在ArrayLIst和LinkedList尾部加元素,谁的效率高？
当输入的数据一直是小于千万级别的时候，大部分是LinkedList效率高，而当数据量大于千万级别的时候，就会出现ArrayList的效率比较高了。
原来 LinkedList每次增加的时候，会new 一个Node对象来存新增加的元素，所以当数据量小的时候，这个时间并不明显，而ArrayList需要扩容，所以LinkedList的效率就会比较高，其中如果ArrayList出现不需要扩容的时候，那么ArrayList的效率应该是比LinkedList高的，当数据量很大的时候，new对象的时间大于扩容的时间，那么就会出现ArrayList的效率比LinkedList高了
List、Set、Map是否继承自Collection接口
List、Set 是，Map 不是。
Map是键值对映射容器，与List和Set有明显的区别，而Set存储的零散的元素且不允许有重复元素(数学中的集合也是如此)，List是线性结构的容器，适用于按数值索引访问元素的情形。
Collection 和 Collections的区别
Collection是集合类的上级接口，继承与他的接口主要有Set 和List.
Collections是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。
Collections的主要方法有：混排(Shuffling)、反转(Reverse)、替换所有的元素(fill)、拷贝(copy)、返回Collections中最小元素(min)、返回Collections中最大元素(max)、返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置(lastIndexOfSubList)、返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置(IndexOfSubList)、根据指定的距离循环移动指定列表中的元素(Rotate)
代码例子：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
public class TestCollections {
public static void main(String args[]) {
//注意List是实现Collection接口的
List list = new ArrayList();
int array[] = {5, 1, 3, 4, 2};
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
list.add(array[i]);
}
Collections.sort(list);
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
// 结果：1 2 3 4 5
}
}HashMap和Hashtable的区别
HashMap和Hashtable都实现了Map接口，因此很多特性非常相似。但是，他们有以下不同点：
HashMap允许键和值是null，而Hashtable不允许键或者值是null。
Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，Hashtable适合于多线程环境，而HashMap更适合于单线程环境。
HashMap提供了可供应用迭代的键的集合，因此，HashMap是快速失败的。另一方面，Hashtable提供了对键的列举(Enumeration)。
一般认为Hashtable是一个遗留的类。
快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别
快速失败：在使用迭代器对集合对象进行遍历的时候，如果A线程对集合进行遍历，正好B线程对集合进行修改(增加、删除、修改)则A线程会抛出ConcurrentModificationException异常。
安全失败：采用安全失败机制的集合容器，在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。
Iterator的安全失败是基于对底层集合做拷贝，因此，它不受源集合上修改的影响。java.util包下面的所有的集合类都是快速失败的，而java.util.concurrent包下面的所有的类都是安全失败的。快速失败的迭代器会抛出ConcurrentModificationException异常，而安全失败的迭代器永远不会抛出这样的异常。
Iterator和ListIterator的区别
Iterator和ListIterator的区别是：
Iterator可用来遍历Set和List集合，但是ListIterator只能用来遍历List。
Iterator对集合只能是前向遍历，ListIterator既可以前向也可以后向。
ListIterator实现了Iterator接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。
迭代器
Iterator提供了统一遍历操作集合元素的统一接口, Collection接口实现Iterable接口,
每个集合都通过实现Iterable接口中iterator()方法返回Iterator接口的实例, 然后对集合的元素进行迭代操作.
有一点需要注意的是：在迭代元素的时候不能通过集合的方法删除元素, 否则会抛出ConcurrentModificationException 异常. 但是可以通过Iterator接口中的remove()方法进行删除.
为什么集合类没有实现Cloneable和Serializable接口
克隆(cloning)或者是序列化(serialization)的语义和含义是跟具体的实现相关的。因此，应该由集合类的具体实现来决定如何被克隆或者是序列化。
cloneable其实就是一个标记接口，只有实现这个接口后，然后在类中重写Object中的clone方法，然后通过类调用clone方法才能克隆成功，如果不实现这个接口，则会抛出CloneNotSupportedException(克隆不被支持)异常。
实现Serializable序列化的作用
1.将对象的状态保存在存储媒体中，以便可以在以后重写创建出完全相同的副本
2.按值将对象从一个应用程序域发向另一个应用程序域
实现Serializable接口的作用就是可以把对象存到字节流，然后可以恢复。所以你想你的对象没有序列化，怎么才能在网络传输呢？要网络传输就得转为字节流，所以在分布式应用中，你就得实现序列化。如果你不需要分布式应用，那就没必要实现序列化。
Java集合类框架的基本接口
集合类接口指定了一组叫做元素的对象。集合类接口的每一种具体的实现类都可以选择以它自己的方式对元素进行保存和排序。有的集合类允许重复的键，有些不允许。
Java集合类提供了一套设计良好的支持对一组对象进行操作的接口和类。Java集合类里面最基本的接口有：
Collection：代表一组对象，每一个对象都是它的子元素。
Set：不包含重复元素的Collection。
List：有顺序的collection，并且可以包含重复元素。
Map：可以把键(key)映射到值(value)的对象，键不能重复。
ConcurrentHashMap的原理
ConcurrentHashMap 类中包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment。HashEntry 用来封装映射表的键 / 值对；Segment 用来充当锁的角色，每个 Segment 对象守护整个散列映射表的若干个桶。每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表。一个 ConcurrentHashMap 实例中包含由若干个 Segment 对象组成的数组。HashEntry 用来封装散列映射表中的键值对。在 HashEntry 类中，key，hash 和 next 域都被声明为 final 型，value 域被声明为 volatile 型。
在ConcurrentHashMap 中，在散列时如果产生“碰撞”，将采用“分离链接法”来处理“碰撞”：把“碰撞”的 HashEntry 对象链接成一个链表。由于 HashEntry 的 next 域为 final 型，所以新节点只能在链表的表头处插入。
注意：由于只能在表头插入，所以链表中节点的顺序和插入的顺序相反。
Segment 类继承于 ReentrantLock 类，从而使得 Segment 对象能充当锁的角色。每个 Segment 对象用来守护其(成员对象 table 中)包含的若干个桶。
concurrenthashmap优势
Concurrenthashmap线程安全的，1.7是在jdk1.7中采用Segment + HashEntry的方式进行实现的，lock加在Segment上面。1.7size计算是先采用不加锁的方式，连续计算元素的个数，最多计算3次：1、如果前后两次计算结果相同，则说明计算出来的元素个数是准确的；2、如果前后两次计算结果都不同，则给每个Segment进行加锁，再计算一次元素的个数；
1.8中放弃了Segment臃肿的设计，取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现，1.8中使用一个volatile类型的变量baseCount记录元素的个数，当插入新数据或则删除数据时，会通过addCount()方法更新baseCount，通过累加baseCount和CounterCell数组中的数量，即可得到元素的总个数；
ConcurrentHashMap锁加在了哪些地方
加在每个Segment 上面。
Map和ConcurrentHashMap的区别
hashmap是线程不安全的，put时在多线程情况下，会形成环从而导致死循环。CoucurrentHashMap是线程安全的，采用分段锁机制，减少锁的粒度。
TreeMap
TreeMap是一个有序的key-value集合，基于红黑树(Red-Black tree)的 NavigableMap实现。该映射根据其键的自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的 Comparator进行排序，具体取决于使用的构造方法。
TreeMap 的实现就是红黑树数据结构，也就说是一棵自平衡的排序二叉树，这样就可以保证当需要快速检索指定节点。
红黑树的插入、删除、遍历时间复杂度都为O(logN)，所以性能上低于哈希表。但是哈希表无法提供键值对的有序输出，红黑树因为是排序插入的，可以按照键的值的大小有序输出。红黑树性质：
性质1：每个节点要么是红色，要么是黑色。
性质2：根节点永远是黑色的。
性质3：所有的叶节点都是空节点(即 null)，并且是黑色的。
性质4：每个红色节点的两个子节点都是黑色。(从每个叶子到根的路径上不会有两个连续的红色节点)
性质5：从任一节点到其子树中每个叶子节点的路径都包含相同数量的黑色节点。
ArrayList是否会越界
ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，而LinkedList是基于链表的数据结构
对于随机访问get和set，ArrayList要优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针；
ArrayList并发add()可能出现数组下标越界异常。
HashMap的容量为什么是2的n次幂
负载因子默认是0.75， 2^n是为了让散列更加均匀，例如出现极端情况都散列在数组中的一个下标，那么hashmap会由O(1)复杂退化为O(n)的。
如果hashMap的key是一个自定义的类，怎么办
使用HashMap，如果key是自定义的类，就必须重写hashcode()和equals()。
hashMap具体如何实现的
HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。通过对key的hashcode & 数组的长度得到在数组中位置，如当前数组有元素，则数组当前元素next指向要插入的元素，这样来解决hash冲突的，形成了拉链式的结构。
put时在多线程情况下，会形成环从而导致死循环。数组长度一般是2n，从0开始编号，所以hashcode & (2n-1)，(2n-1)每一位都是1，这样会让散列均匀。需要注意的是，HashMap在JDK1.8的版本中引入了红黑树结构做优化，当链表元素个数大于等于8时，链表转换成树结构；若桶中链表元素个数小于等于6时，树结构还原成链表。因为红黑树的平均查找长度是log(n)，长度为8的时候，平均查找长度为3，如果继续使用链表，平均查找长度为8/2=4，这才有转换为树的必要。链表长度如果是小于等于6，6/2=3，虽然速度也很快的，但是转化为树结构和生成树的时间并不会太短。还有选择6和8，中间有个差值7可以有效防止链表和树频繁转换。假设一下，如果设计成链表个数超过8则链表转换成树结构，链表个数小于8则树结构转换成链表，如果一个HashMap不停的插入、删除元素，链表个数在8左右徘徊，就会频繁的发生树转链表、链表转树，效率会很低。
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