集合概述
什么是集合
集合框架：用于存儲數(shù)據(jù)的容器。
集合框架是為表示和操作集合而規(guī)定的一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)成福。任何集合框架都包含三大塊內(nèi)容：對外的接口敌蚜、接口的實現(xiàn)和對集合運算的算法。
接口：表示集合的抽象數(shù)據(jù)類型摆碉。接口允許我們操作集合時不必關(guān)注具體實現(xiàn)，從而達(dá)到“多態(tài)”脓豪。在面向?qū)ο缶幊陶Z言中巷帝，接口通常用來形成規(guī)范。
實現(xiàn)：集合接口的具體實現(xiàn)扫夜，是重用性很高的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)楞泼。
算法：在一個實現(xiàn)了某個集合框架中的接口的對象身上完成某種有用的計算的方法，例如查找笤闯、排序等堕阔。這些算法通常是多態(tài)的，因為相同的方法可以在同一個接口被多個類實現(xiàn)時有不同的表現(xiàn)颗味。事實上超陆，算法是可復(fù)用的函數(shù)。它減少了程序設(shè)計的辛勞浦马。
集合框架通過提供有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法使你能集中注意力于你的程序的重要部分上时呀，而不是為了讓程序能正常運轉(zhuǎn)而將注意力于底層設(shè)計上。通過這些在無關(guān)API之間的簡易的互用性晶默，使你免除了為改編對象或轉(zhuǎn)換代碼以便聯(lián)合這些API而去寫大量的代碼谨娜。 它提高了程序速度和質(zhì)量。
集合的特點
集合的特點主要有如下兩點：
對象封裝數(shù)據(jù)磺陡，對象多了也需要存儲趴梢。集合用于存儲對象。
對象的個數(shù)確定可以使用數(shù)組仅政，對象的個數(shù)不確定的可以用集合垢油。因為集合是可變長度的。
集合和數(shù)組的區(qū)別
數(shù)組是固定長度的圆丹；集合可變長度的滩愁。
數(shù)組可以存儲基本數(shù)據(jù)類型，也可以存儲引用數(shù)據(jù)類型辫封；集合智能存儲引用數(shù)據(jù)類型硝枉。
數(shù)組存儲的元素必須是同一個數(shù)據(jù)類型廉丽；集合存儲的對象可以是不同數(shù)據(jù)類型。
使用集合框架的好處
容量自增長妻味；
提供了高性能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法正压，使編碼更輕松，提高了程序速度和質(zhì)量责球；
允許不同 API 之間的互操作焦履，API之間可以來回傳遞集合；
可以方便地擴展或改寫集合雏逾，提高代碼復(fù)用性和可操作性嘉裤。
通過使用JDK自帶的集合類，可以降低代碼維護(hù)和學(xué)習(xí)新API成本栖博。
常用的集合類有哪些屑宠？
Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口：
Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口Map接口的實現(xiàn)類主要有：HashMap、TreeMap仇让、Hashtable典奉、ConcurrentHashMap以及Properties等Set接口的實現(xiàn)類主要有：HashSet、TreeSet丧叽、LinkedHashSet等List接口的實現(xiàn)類主要有：ArrayList卫玖、LinkedList、Stack以及Vector等
List蠢正，Set骇笔，Map三者的區(qū)別？List嚣崭、Set笨触、Map 是否繼承自 Collection 接口？List雹舀、Map芦劣、Set 三個接口存取元素時，各有什么特點说榆？
集合框架底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Collection
List
Arraylist： Object數(shù)組
Vector： Object數(shù)組
LinkedList： 雙向循環(huán)鏈表
Set
HashSet（無序虚吟，唯一）：底層采用 HashMap 來保存元素
LinkedHashSet： LinkedHashSet 繼承于HashSet，并且其內(nèi)部是通過 LinkedHashMap 來實現(xiàn)的签财。
TreeSet（有序串慰，唯一）： 紅黑樹(自平衡的排序二叉樹。)
Map
HashMap： JDK1.8之前HashMap由數(shù)組+鏈表組成的唱蒸；JDK1.8以后鏈表+紅黑樹邦鲫；
LinkedHashMap：LinkedHashMap 繼承自 HashMap，所以它的底層仍然是基于拉鏈?zhǔn)缴⒘薪Y(jié)構(gòu)即由數(shù)組和鏈表或紅黑樹組成。另外庆捺，LinkedHashMap 在上面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上古今，增加了一條雙向鏈表，使得上面的結(jié)構(gòu)可以保持鍵值對的插入順序滔以。同時通過對鏈表進(jìn)行相應(yīng)的操作捉腥，實現(xiàn)了訪問順序相關(guān)邏輯。
HashTable： 數(shù)組+鏈表組成的你画，數(shù)組是 HashMap 的主體抵碟，鏈表則是主要為了解決哈希沖突而存在
TreeMap： 紅黑樹（自平衡的排序二叉樹）
哪些集合類是線程安全的？
vector：就比arraylist多了個同步化機制（線程安全）撬即，因為效率較低立磁，現(xiàn)在已經(jīng)不太建議使用。在web應(yīng)用中剥槐，特別是前臺頁面，往往效率（頁面響應(yīng)速度）是優(yōu)先考慮的宪摧。
statck：堆棧類粒竖，先進(jìn)后出。
hashtable：就比hashmap多了個線程安全几于。
enumeration：枚舉蕊苗，相當(dāng)于迭代器。
Java集合的快速失敗機制 “fail-fast”沿彭？
是java集合的一種錯誤檢測機制朽砰，當(dāng)多個線程對集合進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改變的操作時，有可能會產(chǎn)生 fail-fast 機制喉刘。
例如：假設(shè)存在兩個線程（線程1瞧柔、線程2），線程1通過Iterator在遍歷集合A中的元素睦裳，在某個時候線程2修改了集合A的結(jié)構(gòu)（是結(jié)構(gòu)上面的修改造锅，而不是簡單的修改集合元素的內(nèi)容），那么這個時候程序就會拋出 ConcurrentModificationException 異常廉邑，從而產(chǎn)生fail-fast機制哥蔚。
原因：迭代器在遍歷時直接訪問集合中的內(nèi)容，并且在遍歷過程中使用一個 modCount 變量蛛蒙。集合在被遍歷期間如果內(nèi)容發(fā)生變化糙箍，就會改變modCount的值。每當(dāng)?shù)魇褂胔ashNext()/next()遍歷下一個元素之前牵祟，都會檢測modCount變量是否為expectedmodCount值深夯，是的話就返回遍歷；否則拋出異常课舍，終止遍歷塌西。
解決辦法：
在遍歷過程中他挎，所有涉及到改變modCount值的地方全部加上synchronized。
使用CopyOnWriteArrayList來替換ArrayList
怎么確保一個集合不能被修改捡需？
可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法來創(chuàng)建一個只讀集合办桨，這樣改變集合的任何操作都會拋出 Java. lang. UnsupportedOperationException 異常。
Collection接口
List接口
迭代器 Iterator 是什么站辉？
Iterator 接口提供遍歷任何 Collection 的接口呢撞。迭代器取代了 Java 集合框架中的 Enumeration，迭代器允許調(diào)用者在迭代過程中移除元素饰剥。
Iterator 怎么使用殊霞？有什么特點？
Iterator 的特點是只能單向遍歷汰蓉，但是更加安全绷蹲，因為它可以確保，在當(dāng)前遍歷的集合元素被更改的時候顾孽，就會拋出 ConcurrentModificationException 異常祝钢。
如何邊遍歷邊移除 Collection 中的元素？
邊遍歷邊修改 Collection 的唯一正確方式是使用 Iterator.remove() 方法
Iterator 和 ListIterator 有什么區(qū)別若厚？
Iterator 可以遍歷 Set 和 List 集合拦英，而 ListIterator 只能遍歷 List。
Iterator 只能單向遍歷测秸，而 ListIterator 可以雙向遍歷（向前/后遍歷）疤估。
ListIterator 實現(xiàn) Iterator 接口，然后添加了一些額外的功能霎冯，比如添加一個元素铃拇、替換一個元素、獲取前面或后面元素的索引位置肃晚。
遍歷一個 List 有哪些不同的方式锚贱？每種方法的實現(xiàn)原理是什么？Java 中 List 遍歷的最佳實踐是什么关串？
for 循環(huán)遍歷拧廊，基于計數(shù)器。在集合外部維護(hù)一個計數(shù)器晋修，然后依次讀取每一個位置的元素墓卦，當(dāng)讀取到最后一個元素后停止尿庐。
迭代器遍歷枉疼，Iterator。Iterator 是面向?qū)ο蟮囊粋€設(shè)計模式褪测，目的是屏蔽不同數(shù)據(jù)集合的特點，統(tǒng)一遍歷集合的接口。Java 在 Collections 中支持了 Iterator 模式。
foreach 循環(huán)遍歷通今。foreach 內(nèi)部也是采用了 Iterator 的方式實現(xiàn)臼氨，使用時不需要顯式聲明 Iterator 或計數(shù)器褂乍。優(yōu)點是代碼簡潔题诵，不易出錯草冈；缺點是只能做簡單的遍歷怎棱，不能在遍歷過程中操作數(shù)據(jù)集合，例如刪除绷跑、替換拳恋。
推薦的做法就是，支持 Random Access 的列表可用 for 循環(huán)遍歷砸捏，否則建議用 Iterator 或 foreach 遍歷谬运。
說一下 ArrayList 的優(yōu)缺點
優(yōu)點：隨機訪問快
缺點：插入刪除需復(fù)制，耗費性能
如何實現(xiàn)數(shù)組和 List 之間的轉(zhuǎn)換垦藏？
數(shù)組轉(zhuǎn) List：使用 Arrays. asList(array) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換梆暖。
List 轉(zhuǎn)數(shù)組：使用 List 自帶的 toArray() 方法。
ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別是什么掂骏？
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)：ArrayList 動態(tài)數(shù)組轰驳，而 LinkedList 雙向鏈表隨機訪問效率：ArrayList 更好增加和刪除效率：LinkedList 更好內(nèi)存空間占用：LinkedList 比 ArrayList 更占內(nèi)存，因為 LinkedList 的節(jié)點除了存儲數(shù)據(jù)弟灼，還存儲了兩個應(yīng)用線程安全：都不保證線程安全级解；綜合來說，在需要頻繁讀取集合中的元素時袜爪，更推薦使用 ArrayList蠕趁，而在插入和刪除操作較多時，更推薦使用 LinkedList辛馆。
ArrayList 和 Vector 的區(qū)別是什么俺陋？
線程安全：Vector 使用了 Synchronized 來實現(xiàn)線程同步豁延，是線程安全的，而 ArrayList 是非線程安全的腊状。
性能：ArrayList 在性能方面要優(yōu)于 Vector诱咏。
擴容：ArrayList 和 Vector 都會根據(jù)實際的需要動態(tài)的調(diào)整容量，只不過在 Vector 擴容每次會增加 1 倍缴挖，而 ArrayList 只會增加 50%袋狞。
插入數(shù)據(jù)時，ArrayList映屋、LinkedList苟鸯、Vector誰速度較快？闡述 ArrayList棚点、Vector早处、LinkedList 的存儲性能和特性？
ArrayList瘫析、Vector 底層數(shù)組方式存儲數(shù)據(jù)砌梆。
LinkedList 雙向鏈表，LinkedList 插入速度較快贬循。
多線程場景下如何使用 ArrayList咸包？
ArrayList 不是線程安全的，如果遇到多線程場景杖虾，可以通過 Collections 的 synchronizedList 方法將其轉(zhuǎn)換成線程安全的容器后再使用
為什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修飾烂瘫？
每次序列化時，先調(diào)用 defaultWriteObject() 方法序列化 ArrayList 中的非 transient 元素奇适，然后遍歷 elementData忱反，只序列化已存入的元素，這樣既加快了序列化的速度滤愕，又減小了序列化之后的文件大小。
List 和 Set 的區(qū)別
list: 有序 元素可重復(fù) 多個null 有索引 for和iterator 檢索低效 插入刪除高效
set: 無序 不可重復(fù) 一個null iterator 查找高效 插入刪除低效
Set接口
說一下 HashSet 的實現(xiàn)原理怜校？
HashSet: 底層HashMap hashmap的value統(tǒng)一為PRESENT 底層調(diào)用hashmap的方法 hashset不允許重復(fù)
HashSet如何檢查重復(fù)？HashSet是如何保證數(shù)據(jù)不可重復(fù)的？
檢查重復(fù)压状，不僅比較hash值碉输，還要結(jié)合equals方法
值作為hashmap的key，所以不會重復(fù)
Queue
BlockingQueue是什么裙顽？
阻塞隊列 在進(jìn)行檢索或移除一個元素的時候付燥，它會等待隊列變?yōu)榉强眨划?dāng)在添加一個元素時愈犹，它會等待隊列中的可用空間
在 Queue 中 poll()和 remove()有什么區(qū)別键科？
相同點：返回第一元素闻丑，并刪除
不同點：沒有元素，poll返回null remove拋出異常NoSuchElementException
Map接口
說一下 HashMap 的實現(xiàn)原理勋颖？
概述： HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步實現(xiàn)
數(shù)組和鏈表的結(jié)合體
1.用key的hashcode作hash計算下標(biāo)
2.(1)key相同嗦嗡，覆蓋原始值；(2)key不同（出現(xiàn)沖突）饭玲，key-value放入鏈表
Jdk 1.8中對HashMap的實現(xiàn)做了優(yōu)化侥祭，當(dāng)鏈表中的節(jié)點數(shù)據(jù)超過八個之后，該鏈表會轉(zhuǎn)為紅黑樹來提高查詢效率茄厘，從原來的O(n)到O(logn)
HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同矮冬？HashMap的底層實現(xiàn)
JDK1.8之前: 數(shù)據(jù)+鏈表； 之后：鏈表長度大于閾值（默認(rèn)為8）次哈，鏈表轉(zhuǎn)為紅黑樹
HashMap的put方法的具體流程胎署？
①.判斷鍵值對數(shù)組table是否為空或為null，否則執(zhí)行resize()進(jìn)行擴容亿乳；
②.根據(jù)鍵值key計算hash值得到插入的數(shù)組索引i硝拧，如果table[i]==null，直接新建節(jié)點添加葛假，轉(zhuǎn)向⑥障陶，如果table[i]不為空，轉(zhuǎn)向③聊训；
③.判斷table[i]的首個元素是否和key一樣抱究，如果相同直接覆蓋value，否則轉(zhuǎn)向④带斑，這里的相同指的是hashCode以及equals鼓寺；
④.判斷table[i] 是否為treeNode，即table[i] 是否是紅黑樹勋磕，如果是紅黑樹妈候，則直接在樹中插入鍵值對，否則轉(zhuǎn)向⑤挂滓；
⑤.遍歷table[i]苦银，判斷鏈表長度是否大于8，大于8的話把鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹赶站，在紅黑樹中執(zhí)行插入操作幔虏，否則進(jìn)行鏈表的插入操作；遍歷過程中若發(fā)現(xiàn)key已經(jīng)存在直接覆蓋value即可贝椿；
⑥.插入成功后想括，判斷實際存在的鍵值對數(shù)量size是否超過了最大容量threshold，如果超過烙博，進(jìn)行擴容瑟蜈。
HashMap的擴容操作是怎么實現(xiàn)的烟逊？
①.在jdk1.8中，resize方法是在hashmap中的鍵值對大于閥值時或者初始化時踪栋，就調(diào)用resize方法進(jìn)行擴容焙格；
②.每次擴展的時候，都是擴展2倍夷都；
③.擴展后Node對象的位置要么在原位置眷唉，要么移動到原偏移量兩倍的位置。
HashMap是怎么解決哈希沖突的囤官？
什么是哈希：就是把任意長度的輸入通過散列算法冬阳，變換成固定長度的輸出，該輸出就是散列值（哈希值）
基本特性：根據(jù)同一散列函數(shù)計算出的散列值如果不同党饮，那么輸入值肯定也不同肝陪。但是，根據(jù)同一散列函數(shù)計算出的散列值如果相同刑顺，輸入值不一定相同
什么是哈希沖突：當(dāng)兩個不同的輸入值氯窍，根據(jù)同一散列函數(shù)計算出相同的散列值的現(xiàn)象，我們就把它叫做碰撞（哈希碰撞）
HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組的特點是：尋址容易蹲堂，插入和刪除困難狼讨；鏈表的特點是：尋址困難，但插入和刪除容易
hash()函數(shù)：與自己右移16位進(jìn)行異或運算（高低位異或）
能否使用任何類作為 Map 的 key柒竞？
可以政供，考慮一下幾點：
1.重寫了 equals() 方法，也應(yīng)該重寫 hashCode() 方法朽基。
2.遵循與 equals() 和 hashCode() 相關(guān)的規(guī)則布隔。
3.用戶自定義 Key 類最佳實踐是使之為不可變的
為什么HashMap中String、Integer這樣的包裝類適合作為Key稼虎？
1.都是final類型衅檀，即不可變性，保證key的不可更改性霎俩，不會存在獲取hash值不同的情況
2.內(nèi)部已重寫了equals()术吝、hashCode()等方法，遵守了HashMap內(nèi)部的規(guī)范
如果使用Object作為HashMap的Key茸苇，應(yīng)該怎么辦呢？
重寫hashCode()和equals()方法
HashMap為什么不直接使用hashCode()處理后的哈希值直接作為table的下標(biāo)沦寂？
hashCode()方法返回的是int整數(shù)類型学密，其范圍為-(2 ^ 31)~(2 ^ 31 - 1)，約有40億個映射空間传藏；哈希值可能不在數(shù)組大小范圍內(nèi)腻暮，進(jìn)而無法匹配存儲位置
HashMap 的長度為什么是2的冪次方
hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方彤守；
HashMap 與 HashTable 有什么區(qū)別？
1.線程安全 hashtable用synchronized修飾
2.效率 hashmap效率高
3.對null key的支持 hashmap可以 hashtable報錯
4.Hashtable 默認(rèn)大小11哭靖，之后擴充具垫，容量為原來2n+1。HashMap 默認(rèn)大小16试幽。擴充筝蚕，原來的2倍
如何決定使用 HashMap 還是 TreeMap？
對于在Map中插入铺坞、刪除和定位元素起宽，HashMap最好。然而济榨，對一個有序的key集合進(jìn)行遍歷坯沪，TreeMap更好
HashMap 和 ConcurrentHashMap 的區(qū)別
1.JDK1.8之后ConcurrentHashMap啟用了一種全新的方式實現(xiàn),利用CAS算法。
2.hashmap允許null
ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的區(qū)別擒滑？
1.底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)腐晾，ConcurrentHashMap：數(shù)組+鏈表/紅黑二叉樹；Hashtable：數(shù)組+鏈表
2.實現(xiàn)線程安全的方式（重要）：① 在JDK1.7的時候丐一，ConcurrentHashMap（分段鎖） 對整個桶數(shù)組進(jìn)行了分割分段(Segment)藻糖，每一把鎖只鎖容器其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)，多線程訪問容器里不同數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)钝诚，就不會存在鎖競爭颖御，提高并發(fā)訪問率。（默認(rèn)分配16個Segment凝颇，比Hashtable效率提高16倍潘拱。） 到了 JDK1.8 的時候已經(jīng)摒棄了Segment的概念，而是直接用 Node 數(shù)組+鏈表+紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)拧略，并發(fā)控制使用 synchronized 和 CAS 來操作芦岂。（JDK1.6以后 對 synchronized鎖做了很多優(yōu)化） 整個看起來就像是優(yōu)化過且線程安全的 HashMap，雖然在JDK1.8中還能看到 Segment 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)垫蛆，但是已經(jīng)簡化了屬性禽最，只是為了兼容舊版本；② Hashtable(同一把鎖) :使用 synchronized 來保證線程安全袱饭，效率非常低下川无。當(dāng)一個線程訪問同步方法時，其他線程也訪問同步方法虑乖，可能會進(jìn)入阻塞或輪詢狀態(tài)懦趋，如使用 put 添加元素，另一個線程不能使用 put 添加元素疹味，也不能使用 get仅叫，競爭會越來越激烈效率越低帜篇。
ConcurrentHashMap 底層具體實現(xiàn)知道嗎？實現(xiàn)原理是什么诫咱？
JDK1.7: ConcurrentHashMap采用Segment + HashEntry的方式進(jìn)行實現(xiàn)
JDK1.8: synchronized只鎖定當(dāng)前鏈表或紅黑二叉樹的首節(jié)點
Array 和 ArrayList 有何區(qū)別笙隙？
Array 存儲基本數(shù)據(jù)類型和對象，ArrayList 只能存儲對象坎缭。Array 是指定固定大小的竟痰，而 ArrayList 大小是自動擴展的。Array 內(nèi)置方法沒有 ArrayList 多幻锁，比如 addAll凯亮、removeAll、iteration 等方法只有 ArrayList 有哄尔。
如何實現(xiàn) Array 和 List 之間的轉(zhuǎn)換假消？
Array 轉(zhuǎn) List： Arrays. asList(array) ；
List 轉(zhuǎn) Array：List 的 toArray() 方法岭接。
comparable 和 comparator的區(qū)別富拗？
comparable接口實際上是出自java.lang包，它有一個 compareTo(Object obj)方法用來排序
comparator接口實際上是出自 java.util 包鸣戴，它有一個compare(Object obj1, Object obj2)方法用來排序
Collection 和 Collections 有什么區(qū)別啃沪？
java.util.Collection 是一個集合接口（集合類的一個頂級接口）。它提供了對集合對象進(jìn)行基本操作的通用接口方法窄锅。Collection接口在Java 類庫中有很多具體的實現(xiàn)创千。Collection接口的意義是為各種具體的集合提供了最大化的統(tǒng)一操作方式，其直接繼承接口有List與Set入偷。
Collections則是集合類的一個工具類/幫助類追驴，其中提供了一系列靜態(tài)方法，用于對集合中元素進(jìn)行排序疏之、搜索以及線程安全等各種操作殿雪。
TreeMap 和 TreeSet 在排序時如何比較元素？Collections 工具類中的 sort()方法如何比較元素锋爪？
TreeSet 要求存放的對象所屬的類必須實現(xiàn) Comparable 接口丙曙，該接口提供了比較元素的 compareTo()方法，當(dāng)插入元素時會回調(diào)該方法比較元素的大小其骄。TreeMap 要求存放的鍵值對映射的鍵必須實現(xiàn) Comparable 接口從而根據(jù)鍵對元素進(jìn) 行排 序亏镰。
Collections 工具類的 sort 方法有兩種重載的形式，
第一種要求傳入的待排序容器中存放的對象比較實現(xiàn) Comparable 接口以實現(xiàn)元素的比較拯爽；
第二種不強制性的要求容器中的元素必須可比較拆挥，但是要求傳入第二個參數(shù)，參數(shù)是Comparator 接口的子類型（需要重寫 compare 方法實現(xiàn)元素的比較），相當(dāng)于一個臨時定義的排序規(guī)則纸兔，其實就是通過接口注入比較元素大小的算法，也是對回調(diào)模式的應(yīng)用（Java 中對函數(shù)式編程的支持）否副。
面試造火箭汉矿，工作擰螺絲，希望對你有所幫助
多多轉(zhuǎn)發(fā)备禀、點贊洲拇、評論、謝謝大家曲尸，讓更多人受益８承！另患！
