导图社区 面试-Java篇（一）
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面试-Java篇（一）
想要面试Java开开发岗位的小伙伴速看！这里根据个人经验为大家整理了一份面试会问到的一些要点，赶快收藏学起来吧！
编辑于2021-05-17 22:14:51- java开发
- 相似推荐
- 大纲
面试-Java篇（一）
Java概述
Java和c++的区别
- 都是面向对象的语言，都支持封装、继承和多态 - Java不提供指针来直接访问内存，程序内存更加安全 - Java的类是单继承的，C++支持多重继承；虽然Java的类不可以多继承，但是接口可以多继承。 - Java有自动内存管理机制，不需要程序员手动释放无用内存
JDK、JRE、JVM三者区别和联系
JVM Java Virtual Machine是Java虚拟机，Java程序需要运行在虚拟机上，不同的平台有自己的虚拟机，因此Java语言可以实现跨平台。 JRE Java Runtime Environment包括Java虚拟机和Java程序所需的核心类库等。核心类库主要是java.lang包：包含了运行Java程序必不可少的系统类，如基本数据类型、基本数学函数、字符串处理、线程、异常处理类等，系统缺省加载这个包 如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。 JDK Java Development Kit是提供给Java开发人员使用的，其中包含了Java的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就无需再单独安装JRE了。其中的开发工具：编译工具(javac.exe)，打包工具(jar.exe)等  
什么是跨平台性？
跨平台性：是指java语言编写的程序，一次编译后，可以在多个系统平台上运行。 实现原理：Java程序是通过java虚拟机在系统平台上运行的，只要该系统可以安装相应的java虚拟机，该系统就可以运行java程序。 Java源代码---->编译器---->jvm可执行的Java字节码(即虚拟指令)---->jvm---->jvm中解释器----->机器可执行的二进制机器码---->程序运行。
什么是面向对象?
面向过程更注重事情的每一个步骤及顺序，面向对象更注重事情有哪些参与者(对象)、及各自需要做什么 比如:洗衣机洗衣服 面向过程会将任务拆解成一系列的步骤（(函数)，1、打开洗衣机--->2、放衣服---->3、放洗衣粉..--->4、清洗----->5、烘干 面向对象会拆出人和洗衣机两个对象:人:打开洗衣机放衣服放洗衣粉洗衣机:清洗﹐烘干 面向过程比较直接高效，而面向对象更易于复用、扩展和维护 面向对象 封装:封装的意义，在于明确标识出允许外部使用的所有成员函数和数据项内部细节对外部调用透明，外部调用无需修改或者关心内部实现 1、 javabean的属性私有，提供getset对外访问，因为属性的赋值或者获取逻辑只能由javabean本身决定。而不能由外部胡乱修改 private string name ; pub1ic void setName(string name)ithis.name = "tu1ing_"+name ; 该name有自己的命名规则,明显不能由外部直接赋值 2、orm框架 操作数据库，我们不需要关心链接是如何建立的、sql是如何执行的，只需要引入mybatis，调方法即可 继承:继承基类的方法，并做出自己的改变和/或扩展 子类共性的方法或者属性直接使用父类的，而不需要自己再定义，只需扩展自己个性化的 1. 子类拥有父类非 private 的属性和方法。 2. 子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。 3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。 多态:基于对象所属类的不同，外部对同一个方法的调用，实际执行的逻辑不同。 继承，方法重写，父类引用指向子类对象 父类类型变量名=new 子类对象 ;变量名.万法名(); 无法调用子类特有的功能 ### 面向对象五大基本原则是什么（可选） - 单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle) 类的功能要单一。 - 开放封闭原则OCP(Open－Close Principle) 一个模块对于拓展是开放的，对于修改是封闭的。 - 里式替换原则（LSP(the Liskov Substitution Principle LSP) 子类可以替换父类出现在父类能够出现的任何地方。比如你能代表你爸去你姥姥家干活。哈哈~~ - 依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP) 高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，他们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现，具体实现应该依赖于抽象。就是你出国要说你是中国人，而不能说你是哪个村子的。比如说中国人是抽象的，下面有具体的xx省，xx市，xx县。你要依赖的抽象是中国人，而不是你是xx村的。 - 接口分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP) 设计时采用多个与特定客户类有关的接口比采用一个通用的接口要好。就比如一个手机拥有打电话，看视频，玩游戏等功能，把这几个功能拆分成不同的接口，比在一个接口里要好的多。
重载和重写的区别
重载： 发生在同一个类中，方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同，方法返回值和访问修饰符可以不同，发生在编译时。 重写： 发生在父子类中，方法名、参数列表必须相同，返回值范围小于等于父类，抛出的异常范围小于等于父类，访问修饰符 范围大于等于父类；如果父类方法访问修饰符为 private 则子类就不能重写该方法。 构造器 Constructor 是否可被 override 在讲继承的时候我们就知道父类的私有属性和构造方法并不能被继承，所以Constructor 也就不能被 override（重写） 但是可以 overload（重载）,所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。
接口和类
抽象类和接口的对比 抽象类是用来捕捉子类的通用特性的。接口是抽象方法的集合。 从设计层面来说，抽象类是对类的抽象，是一种模板设计，接口是行为的抽象，是一种行为的规范。 相同点 - 接口和抽象类都不能实例化 - 都位于继承的顶端，用于被其他实现或继承 - 都包含抽象方法，其子类都必须覆写这些抽象方法 不同点  备注：Java8中接口中引入默认方法和静态方法，以此来减少抽象类和接口之间的差异。现在，我们可以为接口提供默认实现的方法了，并且不用强制子类来实现它。 接口和抽象类各有优缺点，在接口和抽象类的选择上，必须遵守这样一个原则： - 行为模型应该总是通过接口而不是抽象类定义，所以通常是优先选用接口，尽量少用抽象类。 - 选择抽象类的时候通常是如下情况：需要定义子类的行为，又要为子类提供通用的功能。 普通类和抽象类有哪些区别？ - 普通类不能包含抽象方法，抽象类可以包含抽象方法。 - 抽象类不能直接实例化，普通类可以直接实例化。 抽象类能使用 final 修饰吗？ 不能，定义抽象类就是让其他类继承的，如果定义为 final 该类就不能被继承 创建一个对象用什么关键字？对象实例与对象引用有何不同？ new关键字，new创建对象实例（对象实例在堆内存中） 对象引用指向对象实例（对象引用存放在栈内存中）。一个对象引用可以指向0个或1个对象（一根绳子可以不系气球，也可以系一个气球）;一个对象可以有n个引用指向它（可以用n条绳子系住一个气球）
Java程序从源代码到运行
.class->机器码，JVM类加载器首先加载字节码文件，然后通过解释器逐行解释执行，这种方式的执行速度会相对比较慢。有些方法和代码块是经常需要被调用的，也就是热点代码，所以后面引进了JIT编译器，JIT属于运行时编译。当JIT编译器完成第一次编译后，其会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。机器码的运行效率高于Java解释器的（这也解释了Java是编译与解释共存的语言）。HotSpot采用了惰性评估(LazyEvaluation)的做法，根据二八定律，消耗大部分。JVM会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化，因此执行的次数越多，它的速度就越快。
基础语法
基本数据类型

编码方案？ 访问修饰符 运算符
Java的编码方案 Java语言采用Unicode编码标准，Unicode（标准码），它为每个字符制订了一个唯一的数值，因此在任何的语言，平台，程序都可以放心的使用。 访问修饰符 定义：Java中，可以使用访问修饰符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java 支持 4 种不同的访问权限。 分类  private : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类） default (即缺省，什么也不写，不使用任何关键字）: 在同一包内可见，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。 protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）。 public : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法 运算符： &和&&的区别 &运算符有两种用法：(1)按位与；(2)逻辑与。 &&运算符是短路与运算。逻辑与跟短路与的差别是非常巨大的，虽然二者都要求运算符左右两端的布尔值都是true 整个表达式的值才是 true。&&之所以称为短路运算，是因为如果&&左边的表达式的值是 false，右边的表达式会被直接短路掉，不会进行运算。 注意：逻辑或运算符（|）和短路或运算符（||）的差别也是如此。
关键字
hashcode和equals
hashCode（）与equals（）的相关规定： 1. 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的 2. 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的 ==与equals的区别 - ==是指对内存地址进行比较 equals()是对字符串的内容进行比 - ==指引用是否相同 equals()指的是值是否相同
goto
goto 是 Java 中的保留字，在目前版本的 Java 中没有使用。
final
final 有什么用？ 用于修饰类、属性和方法； - 被final修饰的类不可以被继承 - 被final修饰的方法不可以被重写 - 被final修饰的变量不可以被改变，被final修饰不可变的是变量的引用，而不是引用指向的内容，引用指向的内容是可以改变的 final finally finalize区别 - final可以修饰类、变量、方法，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。 - finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。 - finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，该方法一般由垃圾回收器来调用，当我们调用System.gc() 方法的时候，由垃圾回收器调用finalize()，回收垃圾，一个对象是否可回收的最后判断。
==和equals
==: 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即，判断两个对象是不是同一个对象。基本数据类型 == 比较的是值，引用数据类型 == 比较的是内存地址 equals() :=它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况： 情况1：类没有覆盖 equals() 方法。则通过 equals() 比较该类的两个对象时，等价于通过“==”比较这两个对象。 情况2：类覆盖了 equals() 方法。一般，我们都覆盖 equals() 方法来两个对象的内容相等；若它们的内容相等，则返回 true (即，认为这两个对象相等)。 示例： public class test1 { public static void main(String[] args) { String a = new String("ab"); // a 为一个引用 String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样 String aa = "ab"; // 放在常量池中 String bb = "ab"; // 从常量池中查找 if (aa == bb) // true System.out.println("aa==bb"); if (a == b) // false，非同一对象 System.out.println("a==b"); if (a.equals(b)) // true System.out.println("aEQb"); if (42 == 42.0) { // true System.out.println("true"); } } } 说明： String中的equals方法是被重写过的，因为object的equals方法是比较的对象的内存地址，而String的equals方法比较的是对象的值。 当创建String类型的对象时，虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象，如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个String对象。 hashCode()与equals()的相关规定 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的 因此，equals 方法被覆盖过，则 hashCode 方法也必须被覆盖 hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode()，则该 class 的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据） 示例： public class Student { private String name;// 姓名 private String sex;// 性别 private String age;// 年龄 private float weight;// 体重 private String addr;// 地址 // 重写hashcode方法 @Override public int hashCode() { int result = name.hashCode(); result = 17 * result + sex.hashCode(); result = 17 * result + age.hashCode(); return result; } // 重写equals方法 @Override public boolean equals(Object obj) { if(!(obj instanceof Student)) { // instanceof 已经处理了obj = null的情况 return false; } Student stuObj = (Student) obj; // 地址相等 if (this == stuObj) { return true; } // 如果两个对象姓名、年龄、性别相等，我们认为两个对象相等 if (stuObj.name.equals(this.name) && stuObj.sex.equals(this.sex) && stuObj.age.equals(this.age)) { return true; } else { return false; } } }
transient
对于不想进行序列化的变量，使用 transient 关键字修饰。 transient 关键字的作用是：阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化 当对象被反序列化时，被 transient 修饰的变量值不会被持久化和恢复。 transient 只能修饰变量，不能修饰类和方法。
static
1. 被static修饰的变量或者方法是独立于该类的任何对象，也就是说，这些变量和方法不属于任何一个实例对象，而是被类的实例对象所共享。 2. 在该类被第一次加载的时候，就会去加载被static修饰的部分，而且只在类第一次使用时加载并进行初始化，注意这是第一次用就要初始化，后面根据需要是可以再次赋值的。 3. static变量值在类加载的时候分配空间，以后创建类对象的时候不会重新分配。 4. 被static修饰的变量或者方法是优先于对象存在的，也就是说当一个类加载完毕之后，即便没有创建对象，也可以去访问。 static应用场景 1、修饰成员变量 2、修饰成员方法 3、静态代码块 4、修饰类【只能修饰内部类也就是静态内部类】 5、静态导包 static注意事项 1、静态只能访问静态。 2、非静态既可以访问非静态的，也可以访问静态的。
this和super的区别
- super: 它引用当前对象的直接父类中的成员（用来访问直接父类中被隐藏的父类中成员数据或函数，基类与派生类中有相同成员定义时如：super.变量名 super.成员函数据名（实参） - this：它代表当前对象名（在程序中易产生二义性之处，应使用this来指明当前对象；如果函数的形参与类中的成员数据同名，这时需用this来指明成员变量名） - super()和this()类似,区别是，super()在子类中调用父类的构造方法，this()在本类内调用本类的其它构造方法。 - super()和this()均需放在构造方法内第一行。 - 尽管可以用this调用一个构造器，但却不能调用两个。 - this和super不能同时出现在一个构造函数里面，因为this必然会调用其它的构造函数，其它的构造函数必然也会有super语句的存在，所以在同一个构造函数里面有相同的语句，就失去了语句的意义，编译器也不会通过。 - this()和super()都指的是对象，所以，均不可以在static环境中使用。包括：static变量,static方法，static语句块。 - 从本质上讲，this是一个指向本对象的指针, 然而super是一个Java关键字。
new
new 运算符，new 创建对象实例（对象实例在堆内存中），对象引用指向对象实例（对象引用存放在栈内存中）。 一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象（一根绳子可以不系气球，也可以系一个气球）;一个对象可以有 n 个引用指向它（可以用 n 条绳子系住一个气球）
常量
字符型常量和字符串常量的区别
1. 形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符 字符串常量是双引号引起的若干个字符 2. 含义上: 字符常量相当于一个整形值( ASCII 值),可以参加表达式运算 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置) 3. 占内存大小 字符常量只占 2 个字节 字符串常量占若干个字节(至少一个字符结束标志) (注意： char 在 Java 中占两个字节)
变量和方法
变量
变量：在程序执行的过程中，在某个范围内其值可以发生改变的量。从本质上讲，变量其实是内存中的一小块区域 成员变量：方法外部，类内部定义的变量 局部变量：类的方法中的变量。  使用原则 在使用变量时需要遵循的原则为：就近原则 首先在局部范围找，有就使用；接着在成员位置找。 静态变量和实例变量区别 静态变量： 静态变量由于不属于任何实例对象，属于类的，所以在内存中只会有一份，在类的加载过程中，JVM只为静态变量分配一次内存空间。 实例变量： 每次创建对象，都会为每个对象分配成员变量内存空间，实例变量是属于实例对象的，在内存中，创建几次对象，就有几份成员变量。
自动装箱与拆箱
装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来； 拆箱：将包装类型转换为基本数据类型；
方法
构造方法
在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用？ Java 程序在执行子类的构造方法之前，如果没有用 super() 来调用父类特定的构造方法，则会调用父类中“没有参数的构造方法” 因此，如果父类中只定义了有参数的构造方法，而在子类的构造方法中又没有用 super() 来调用父类中特定的构造方法，则编译时将发生错误，因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行 解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。 在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法，其目的是: 帮助子类做初始化工作。 构造方法的特性： 1. 名字与类名相同； 2. 没有返回值，但不能用 void 声明构造函数； 3. 生成类的对象时自动执行，无需调用。 一个类的构造方法的作用是什么 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗 ?为什么? 主要作用是完成对类对象的初始化工作。可以执行。因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。
静态方法
静态方法无法调用非静态成员 由于静态方法可以不通过对象进行调用，因此在静态方法里，不能调用其他非静态变量，也不可以访问非静态变量成员。 静态方法和实例方法有何不同？ 1. 在外部调用静态方法时，可以使用"类名.方法名"的方式，也可以使用"对象名.方法名"的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说，调用静态方法可以无需创建对象。 2. 静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），而不允许访问实例成员变量和实例方法；实例方法则无此限制.
内部类
什么是内部类？ 在Java中，可以将一个类的定义放在另外一个类的定义内部，这就是内部类。内部类本身就是类的一个属性，与其他属性定义方式一致。 内部类的分类有哪些 内部类可以分为四种：**成员内部类、局部内部类、匿名内部类和静态内部类。** 静态内部类 定义在类内部的静态类，就是静态内部类。 public class Outer { private static int radius = 1; static class StaticInner { public void visit() { System.out.println("visit outer static variable:" + radius); } } } 静态内部类可以访问外部类所有的静态变量，而不可访问外部类的非静态变量；静态内部类的创建方式，`new 外部类.静态内部类()`，如下： Outer.StaticInner inner = new Outer.StaticInner(); inner.visit(); 成员内部类 定义在类内部，成员位置上的非静态类，就是成员内部类。 public class Outer { private static int radius = 1; private int count =2; class Inner { public void visit() { System.out.println("visit outer static variable:" + radius); System.out.println("visit outer variable:" + count); } } } 成员内部类可以访问外部类所有的变量和方法，包括静态和非静态，私有和公有。成员内部类依赖于外部类的实例，它的创建方式`外部类实例.new 内部类()`，如下： Outer outer = new Outer(); Outer.Inner inner = outer.new Inner(); inner.visit(); 局部内部类 定义在方法中的内部类，就是局部内部类。 public class Outer { private int out_a = 1; private static int STATIC_b = 2; public void testFunctionClass(){ int inner_c =3; class Inner { private void fun(){ System.out.println(out_a); System.out.println(STATIC_b); System.out.println(inner_c); } } Inner inner = new Inner(); inner.fun(); } public static void testStaticFunctionClass(){ int d =3; class Inner { private void fun(){ // System.out.println(out_a); 编译错误，定义在静态方法中的局部类不可以访问外部类的实例变量 System.out.println(STATIC_b); System.out.println(d); } } Inner inner = new Inner(); inner.fun(); } } 定义在实例方法中的局部类可以访问外部类的所有变量和方法，定义在静态方法中的局部类只能访问外部类的静态变量和方法。局部内部类的创建方式如下： public static void testStaticFunctionClass(){ class Inner { } Inner inner = new Inner(); } 匿名内部类 匿名内部类就是没有名字的内部类，日常开发中使用的比较多。 public class Outer { private void test(final int i) { new Service() { public void method() { for (int j = 0; j < i; j++) { System.out.println("匿名内部类" ); } } }.method(); } } //匿名内部类必须继承或实现一个已有的接口 interface Service{ void method(); } 除了没有名字，匿名内部类还有以下特点： - 匿名内部类必须继承一个抽象类或者实现一个接口。 - 匿名内部类不能定义任何静态成员和静态方法。 - 当所在的方法的形参需要被匿名内部类使用时，必须声明为 final。 - 匿名内部类不能是抽象的，它必须要实现继承的类或者实现的接口的所有抽象方法。 匿名内部类创建方式： new 类/接口{ //匿名内部类实现部分 } 内部类的优点 - 一个内部类对象可以访问创建它的外部类对象的内容，包括私有数据！ - 内部类不为同一包的其他类所见，具有很好的封装性； - 内部类有效实现了“多重继承”，优化 java 单继承的缺陷。 - 匿名内部类可以很方便的定义回调。 内部类有哪些应用场景 - 一些多算法场合 - 解决一些非面向对象的语句块。 - 适当使用内部类，使得代码更加灵活和富有扩展性。 - 当某个类除了它的外部类，不再被其他的类使用时。 局部内部类和匿名内部类访问局部变量的时候，为什么变量必须要加上final？ 局部内部类和匿名内部类访问局部变量的时候，为什么变量必须要加上final呢？它内部原理是什么呢？ 先看这段代码： public class Outer { void outMethod(){ final int a =10; class Inner { void innerMethod(){ System.out.println(a); } } } } 是因为生命周期不一致， 局部变量直接存储在栈中，当方法执行结束后，非final的局部变量就被销毁。而局部内部类对局部变量的引用依然存在，如果局部内部类要调用局部变量时，就会出错。加了final，可以确保局部内部类使用的变量与外层的局部变量区分开，解决了这个问题。 内部类相关，看程序说出运行结果 public class Outer { private int age = 12; class Inner { private int age = 13; public void print() { int age = 14; System.out.println("局部变量：" + age); System.out.println("内部类变量：" + this.age); System.out.println("外部类变量：" + Outer.this.age); } } public static void main(String[] args) { Outer.Inner in = new Outer().new Inner(); in.print(); } } 运行结果： 局部变量：14 内部类变量：13 外部类变量：12
循环语句
break ,continue ,return 的区别及作用 break 跳出总上一层循环，不再执行循环(结束当前的循环体) continue 跳出本次循环，继续执行下次循环(结束正在执行的循环 进入下一个循环条件) return 程序返回，不再执行下面的代码(结束当前的方法 直接返回) 在 Java 中，如何跳出当前的多重嵌套循环 在Java中，要想跳出多重循环，可以在外面的循环语句前定义一个标号，然后在里层循环体的代码中使用带有标号的break 语句，即可跳出外层循环。例如： public static void main(String[] args) { ok: for (int i = 0; i < 10; i++) { for (int j = 0; j < 10; j++) { System.out.println("i=" + i + ",j=" + j); if (j == 5) { break ok; } } } }
返回值
方法的返回值是指我们获取到的某个方法体中的代码执行后产生的结果！（前提是该方法可能产生结果） 返回值的作用:接收出结果，使得它可以用于其他的操作！
Java集合
概述
集合和数组的区别
•数组是固定长度的；集合可变长度的。 •数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存储引用数据类型。 •数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同数据类型。
常用的集合类有哪些？
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接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及Properties等 •Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等 •List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等
List、Set、Map
Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，Collection集合的子接口有Set、List、Queue三种子接口。我们比较常用的是Set、List，Map接口不是collection的子接口。  Collection集合主要有List和Set两大接口 - List：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。 - Set：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。 Map是一个键值对集合，存储键、值和之间的映射。 Key无序，唯一；value不要求有序，允许重复。Map没有继承于Collection接口，从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。 Map的常用实现类：HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap
List、Set、Map底层数据结构
List •Arraylist： Object数组 •Vector： Object数组，比arraylist多了个同步化机制（线程安全） •LinkedList： 双向循环链表 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。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样，不过还是有一点点区别的。 •TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树。) Map •HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+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（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，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：LinkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，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。线程安全。 •TreeMap： 红黑树（自平衡的排序二叉树）
哪些集合类是线程安全的？
•vector：就比arraylist多了个同步化机制（线程安全），因为效率较低，现在已经不太建议使用。 •statck：堆栈类，先进后出。 •hashtable：就比hashmap多了个线程安全。 •enumeration：枚举，相当于迭代器。 enum Color { RED, GREEN, BLUE; } public class MyClass { public static void main(String[] args) { for (Color myVar : Color.values()) { System.out.println(myVar); } } }
Java集合的快速失败机制 “fail-fast”？
是java集合的一种错误检测机制，当多个线程对集合进行结构上的改变的操作时，有可能会产生（ConcurrentModificationException 异常） fail-fast 机制。 例如：假设存在两个线程（线程1、线程2），线程1通过Iterator在遍历集合A中的元素，在某个时候线程2修改了集合A的结构（是结构上面的修改，而不是简单的修改集合元素的内容），那么这个时候程序就会抛出 ConcurrentModificationException 异常，从而产生fail-fast机制。 原因：迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。 解决办法： •在遍历过程中，所有涉及到改变modCount值得地方全部加上synchronized。 •使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList
怎么确保一个集合不能被修改？
可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合，这样改变集合的任何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。 示例代码如下： List<String> list = new ArrayList<>(); list. add("x"); Collection<String> clist = Collections. unmodifiableCollection(list); clist. add("y"); // 运行时此行报错 System. out. println(list. size());
Collection 和 Collections 有什么区别？
•java.util.Collection 是一个集合接口（集合类的一个顶级接口）。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式，其直接继承接口有List与Set。 •Collections则是集合类的一个工具类/帮助类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。
comparable 和 comparator的区别？
•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)方法用来排序 一般我们需要对一个集合使用自定义排序时，我们就要重写compareTo方法或compare方法。Comparable是排序接口，若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。而Comparator是比较器，我们若需要控制某个类的次序，可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。 Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
Collection接口
List接口
迭代器 Iterator 是什么？
Iterator 接口提供遍历任何 Collection 的接口。我们可以从一个 Collection 中使用迭代器方法来获取迭代器实例。迭代器取代了 Java 集合框架中的 Enumeration，迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。 Iterator 使用代码如下： List<String> list = new ArrayList<>(); Iterator<String> it = list. iterator(); while(it. hasNext()){ String obj = it. next(); System. out. println(obj); } Iterator 的特点是只能单向遍历，但是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。
如何边遍历边移除 Collection 中的元素？
边遍历边修改 Collection 的唯一正确方式是使用 Iterator.remove() 方法，如下： //正确 Iterator<Integer> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ *// do something* it.remove(); } //错误 for(Integer i : list){ list.remove(i) } 运行以上错误代码会报 ConcurrentModificationException 异常。这是因为当使用 foreach(for(Integer i : list)) 语句时，会自动生成一个iterator 来遍历该 list，但同时该 list 正在被 Iterator.remove() 修改。Java 一般不允许一个线程在遍历 Collection 时另一个线程修改它。
Iterator 和 ListIterator 有什么区别？
•Iterator 可以遍历 Set 和 List 集合，而 ListIterator 只能遍历 List。 •Iterator 只能单向遍历，而 ListIterator 可以双向遍历（向前/后遍历）。 ListIterator 实现 Iterator 接口，然后添加了一些额外的功能，比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。
遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？Java 中 List 遍历的最佳实践是什么？
•for 循环遍历，基于计数器。在集合外部维护一个计数器，然后依次读取每一个位置的元素，当读取到最后一个元素后停止。 •迭代器遍历，Iterator。Iterator模式 是面向对象的一个设计模式，目的是屏蔽不同数据集合的特点，统一遍历集合的接口。Java 在 Collections 中支持了 Iterator 模式。 •foreach 循环遍历。foreach 内部也是采用了 Iterator 的方式实现，使用时不需要显式声明 Iterator 或计数器。优点是代码简洁，不易出错；缺点是只能做简单的遍历，不能在遍历过程中操作数据集合，例如删除、替换。 最佳实践：Java Collections 框架中提供了一个 RandomAccess 接口，用来标记 List 实现是否支持 Random Access。 •如果一个数据集合实现了该接口，就意味着它支持 Random Access，按位置读取元素的平均时间复杂度为 O(1)，如ArrayList。 •如果没有实现该接口，表示不支持 Random Access，如LinkedList。 推荐的做法就是，支持 Random Access 的列表可用 for 循环遍历，否则建议用 Iterator 或 foreach 遍历。
ArrayList 的优缺点
ArrayList的优点如下： •ArrayList 底层以数组实现，是一种随机访问模式。ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，因此查找的时候非常快。 •ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。 ArrayList 的缺点如下： •删除元素的时候，需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。 •插入元素的时候，也需要做一次元素复制操作，缺点同上。 ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。
如何实现数组和 List 之间的转换？
•数组转 List：使用 Arrays. asList(array) 进行转换。 •List 转数组：使用 List 自带的 toArray() 方法。 // list to array List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("123"); list.add("456"); list.toArray(); // array to list String[] array = new String[]{"123","456"}; Arrays.asList(array);
ArrayList、Vector和LinkedList
ArrayList、Vector 底层的实现都是使用数组方式存储数据。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 中的方法由于加了 synchronized 修饰，因此 Vector 是线程安全容器，但性能上较ArrayList差。 LinkedList 使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但插入数据时只需要记录当前项的前后项即可，所以 LinkedList 插入速度较快。 ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？ •数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。 •随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。 •增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。 •内存空间占用：LinkedList 比 ArrayList 更占内存，因为 LinkedList 的节点除了存储数据，还存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。 •线程安全：ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全； 综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。 ArrayList 和 Vector 的区别是什么？ 这两个类都实现了 List 接口（List 接口继承了 Collection 接口），他们都是有序集合 •线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。 •性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。 •扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。 Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。 Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。 插入数据时，ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快？阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？ ArrayList、Vector 底层的实现都是使用数组方式存储数据。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 中的方法由于加了 synchronized 修饰，因此 Vector 是线程安全容器，但性能上较ArrayList差。 LinkedList 使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但插入数据时只需要记录当前项的前后项即可，所以 LinkedList 插入速度较快。
多线程场景下如何使用 ArrayList？
ArrayList 不是线程安全的，如果遇到多线程场景，可以通过 Collections 的 synchronizedList 方法将其转换成线程安全的容器后再使用。例如像下面这样： List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list); synchronizedList.add("aaa"); synchronizedList.add("bbb"); for (int i = 0; i < synchronizedList.size(); i++) { System.out.println(synchronizedList.get(i)); } 为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰？ //ArrayList 中的数组定义如下： private transient Object[] elementData; //再看一下 ArrayList 的定义： public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable //可以看到 ArrayList 实现了 Serializable 接口，这意味着 ArrayList 支持序列化。transient 的作用是说不希望 elementData 数组被序列化，重写了 writeObject 实现： private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException{ *// Write out element count, and any hidden stuff* int expectedModCount = modCount; s.defaultWriteObject(); *// Write out array length* s.writeInt(elementData.length); *// Write out all elements in the proper order.* for (int i=0; i<size; i++) s.writeObject(elementData[i]); if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } 将不需要序列化的属性前添加关键字transient，序列化对象的时候，这个属性就不会被序列化。 每次序列化时，先调用 defaultWriteObject() 方法序列化 ArrayList 中的非 transient 元素，然后遍历 elementData，只序列化已存入的元素，这样既加快了序列化的速度，又减小了序列化之后的文件大小。
List 和 Set 的区别
List , Set 都是继承自Collection 接口 List 特点：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。 Set 特点：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。 另外 List 支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。
Queue
BlockingQueue是什么？
Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列，主要用于实现生产者-消费者模式。我们不需要担心等待生产者有可用的空间，或消费者有可用的对象，因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。Java提供了集中BlockingQueue的实现，比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。
在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？
•相同点：都是返回第一个元素，并在队列中删除返回的对象。 •不同点：如果没有元素 poll()会返回 null，而 remove()会直接抛出 NoSuchElementException 异常。 代码示例： Queue<String> queue = new LinkedList<String>(); queue. offer("string"); // add System. out. println(queue. poll()); System. out. println(queue. remove()); System. out. println(queue. size());
Set接口
HashSet 的实现原理？
HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet的值存放于HashMap的key上，HashMap的value统一为PRESENT。 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成，HashSet 不允许重复的值。 // Dummy value to associate with an Object in the backing Map //与后备映射中的对象相关联的虚拟值 private static final Object PRESENT = new Object();
HashSet如何检查重复？HashSet是如何保证数据不可重复的？
向HashSet 中add ()元素时，判断元素是否存在的依据，不仅要比较hash值，同时还要结合equles 方法比较。 HashSet 中的add ()方法会使用HashMap 的put()方法。 HashMap 的 key 是唯一的，由源码可以看出 HashSet 添加进去的值就是作为HashMap 的key，并且在HashMap中如果K/V相同时，会用新的V覆盖掉旧的V，然后返回旧的V。所以不会重复（ HashMap 比较key是否相等是先比较hashcode 再比较equals )。 以下是HashSet 部分源码： private static final Object PRESENT = new Object(); private transient HashMap<E,Object> map; public HashSet() { map = new HashMap<>(); } public boolean add(E e) { // 调用HashMap的put方法,PRESENT是一个至始至终都相同的虚值 return map.put(e, PRESENT)==null; }
HashSet与HashMap的区别

Map接口
说一下 HashMap 的实现原理？
HashMap数组和链表的结合体。 1.HashMap 基于 Hash 算法实现的。当我们往Hashmap中put元素时，利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数组中的下标 2.存储时，如果出现hash值相同的key，此时有两种情况。(1)如果key相同，则覆盖原始值；(2)如果key不同（出现冲突），则将当前的key-value放入链表中 3.获取时，直接找到hash值对应的下标，在进一步判断key是否相同，从而找到对应值。
HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同？HashMap的底层实现
在Java中，保存数据有两种比较简单的数据结构：数组和链表。数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；链表的特点是：寻址困难，但插入和删除容易；所以我们将数组和链表结合在一起，发挥两者各自的优势，使用一种叫做拉链法的方式可以解决哈希冲突。 JDK1.8之前 JDK1.8之前采用的是拉链法。拉链法：将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组，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。 JDK1.8之后 相比于之前的版本，jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化，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。 JDK1.7 VS JDK1.8 比较 JDK1.8主要解决或优化了一下问题： •resize 扩容优化 •引入了红黑树，目的是避免单条链表过长而影响查询效率，红黑树算法请参考 •解决了多线程死循环问题，但仍是非线程安全的，多线程时可能会造成数据丢失问题。  
HashMap的put方法的具体流程？
当我们put的时候，首先计算 key的hash值，这里调用了 hash方法，hash方法实际是让key.hashCode()与key.hashCode()>>>16进行异或操作，高16bit补0，hash 函数的作用就是：高16bit不变，低16bit和高16bit做了一个异或，目的是减少碰撞。 putVal方法执行流程图 public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } //高位和低位进行亦或 static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); } //实现Map.put和相关方法 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; // 步骤①：tab为空则创建 // table未初始化或者长度为0，进行扩容 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 步骤②：计算index，并对null做处理 // (n - 1) & hash 确定元素存放在哪个桶中，桶为空，新生成结点放入桶中(此时，这个结点是放在数组中) if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); // 桶中已经存在元素 else { Node<K,V> e; K k; // 步骤③：节点key存在，直接覆盖value // 比较桶中第一个元素(数组中的结点)的hash值相等，key相等 if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // 将第一个元素赋值给e，用e来记录 e = p; // 步骤④：判断该链为红黑树 // hash值不相等，即key不相等；为红黑树结点 // 如果当前元素类型为TreeNode，表示为红黑树，putTreeVal返回待存放的node, e可能为null else if (p instanceof TreeNode) // 放入树中 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); // 步骤⑤：该链为链表 // 为链表结点 else { // 在链表最末插入结点 for (int binCount = 0; ; ++binCount) { // 到达链表的尾部 //判断该链表尾部指针是不是空的 if ((e = p.next) == null) { // 在尾部插入新结点 p.next = newNode(hash, key, value, null); //判断链表的长度是否达到转化红黑树的临界值，临界值为8 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st //链表结构转树形结构 treeifyBin(tab, hash); // 跳出循环 break; } // 判断链表中结点的key值与插入的元素的key值是否相等 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // 相等，跳出循环 break; // 用于遍历桶中的链表，与前面的e = p.next组合，可以遍历链表 p = e; } } //判断当前的key已经存在的情况下，再来一个相同的hash值、key值时，返回新来的value这个值 if (e != null) { // 记录e的value V oldValue = e.value; // onlyIfAbsent为false或者旧值为null if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) //用新值替换旧值 e.value = value; // 访问后回调 afterNodeAccess(e); // 返回旧值 return oldValue; } } // 结构性修改 ++modCount; // 步骤⑥：超过最大容量就扩容 // 实际大小大于阈值则扩容 if (++size > threshold) resize(); // 插入后回调 afterNodeInsertion(evict); return null; } ①.判断键值对数组table[i]是否为空或为null，否则执行resize()进行扩容； ②.根据键值key计算hash值得到插入的数组索引i，如果table[i]==null，直接新建节点添加，转向⑥，如果table[i]不为空，转向③； ③.判断table[i]的首个元素是否和key一样，如果相同直接覆盖value，否则转向④，这里的相同指的是hashCode以及equals； ④.判断table[i] 是否为treeNode，即table[i] 是否是红黑树，如果是红黑树，则直接在树中插入键值对，否则转向⑤； ⑤.遍历table[i]，判断链表长度是否大于8，大于8的话把链表转换为红黑树，在红黑树中执行插入操作，否则进行链表的插入操作；遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可； ⑥.插入成功后，判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold，如果超过，进行扩容。
HashMap的扩容操作是怎么实现的？
①.在jdk1.8中，resize方法是在hashmap中的键值对大于阀值时或者初始化时，就调用resize方法进行扩容； ②.每次扩展的时候，都是扩展2倍； ③.扩展后Node对象的位置要么在原位置，要么移动到原偏移量两倍的位置。 在putVal()中，我们看到在这个函数里面使用到了2次resize()方法，resize()方法表示的在进行第一次初始化时会对其进行扩容，或者当该数组的实际大小大于其临界值值(第一次为12),这个时候在扩容的同时也会伴随的桶上面的元素进行重新分发，这也是JDK1.8版本的一个优化的地方，在1.7中，扩容之后需要重新去计算其Hash值，根据Hash值对其进行分发，但在1.8版本中，则是根据在同一个桶的位置中进行判断(e.hash & oldCap)是否为0，重新进行hash分配后，该元素的位置要么停留在原始位置，要么移动到原始位置+增加的数组大小这个位置上 final Node<K,V>[] resize() { Node<K,V>[] oldTab = table;//oldTab指向hash桶数组 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; int oldThr = threshold; int newCap, newThr = 0; if (oldCap > 0) {//如果oldCap不为空的话，就是hash桶数组不为空 if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {//如果大于最大容量了，就赋值为整数最大的阀值 threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab;//返回 }//如果当前hash桶数组的长度在扩容后仍然小于最大容量 并且oldCap大于默认值16 else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) newThr = oldThr << 1; // double threshold 双倍扩容阀值threshold } // 旧的容量为0，但threshold大于零，代表有参构造有cap传入，threshold已经被初始化成最小2的n次幂 // 直接将该值赋给新的容量 else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold newCap = oldThr; // 无参构造创建的map，给出默认容量和threshold 16, 16*0.75 else { // zero initial threshold signifies using defaults newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); } // 新的threshold = 新的cap * 0.75 if (newThr == 0) { float ft = (float)newCap * loadFactor; newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE); } threshold = newThr; // 计算出新的数组长度后赋给当前成员变量table @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];//新建hash桶数组 table = newTab;//将新数组的值复制给旧的hash桶数组 // 如果原先的数组没有初始化，那么resize的初始化工作到此结束，否则进入扩容元素重排逻辑，使其均匀的分散 if (oldTab != null) { // 遍历新数组的所有桶下标 for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { Node<K,V> e; if ((e = oldTab[j]) != null) { // 旧数组的桶下标赋给临时变量e，并且解除旧数组中的引用，否则就数组无法被GC回收 oldTab[j] = null; // 如果e.next==null，代表桶中就一个元素，不存在链表或者红黑树 if (e.next == null) // 用同样的hash映射算法把该元素加入新的数组 newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; // 如果e是TreeNode并且e.next!=null，那么处理树中元素的重排 else if (e instanceof TreeNode) ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); // e是链表的头并且e.next!=null，那么处理链表中元素重排 else { // preserve order // loHead,loTail 代表扩容后不用变换下标，见注1 Node<K,V> loHead = null, loTail = null; // hiHead,hiTail 代表扩容后变换下标，见注1 Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; Node<K,V> next; // 遍历链表 do { next = e.next; if ((e.hash & oldCap) == 0) { if (loTail == null) // 初始化head指向链表当前元素e，e不一定是链表的第一个元素，初始化后loHead // 代表下标保持不变的链表的头元素 loHead = e; else // loTail.next指向当前e loTail.next = e; // loTail指向当前的元素e // 初始化后，loTail和loHead指向相同的内存，所以当loTail.next指向下一个元素时， // 底层数组中的元素的next引用也相应发生变化，造成lowHead.next.next..... // 跟随loTail同步，使得lowHead可以链接到所有属于该链表的元素。 loTail = e; } else { if (hiTail == null) // 初始化head指向链表当前元素e, 初始化后hiHead代表下标更改的链表头元素 hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null); // 遍历结束, 将tail指向null，并把链表头放入新数组的相应下标，形成新的映射。 if (loTail != null) { loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } if (hiTail != null) { hiTail.next = null; newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab; }
哈希？
把任意长度的输入通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值（哈希值）； 所有散列函数都有如下一个基本特性：根据同一散列函数计算出的散列值如果不同，那么输入值肯定也不同。但是，根据同一散列函数计算出的散列值如果相同，输入值不一定相同。
什么是哈希冲突？
当两个不同的输入值，根据同一散列函数计算出相同的散列值的现象，我们就把它叫做碰撞（哈希碰撞）。 在Java中，保存数据有两种比较简单的数据结构：数组和链表。数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；链表的特点是：寻址困难，但插入和删除容易；所以我们将数组和链表结合在一起，发挥两者各自的优势，使用一种叫做链地址法的方式可以解决哈希冲突： 这样我们就可以将拥有相同哈希值的对象组织成一个链表放在hash值所对应的bucket下，但相比于hashCode返回的int类型，我们HashMap初始的容量大小DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4（即2的四次方16）要远小于int类型的范围，所以我们如果只是单纯的用hashCode取余来获取对应的bucket这将会大大增加哈希碰撞的概率，并且最坏情况下还会将HashMap变成一个单链表，所以我们还需要对hashCode作一定的优化
hash()函数
上面提到的问题，主要是因为如果使用hashCode取余，那么相当于参与运算的只有hashCode的低位，高位是没有起到任何作用的，所以我们的思路就是让hashCode取值出的高位也参与运算，进一步降低hash碰撞的概率，使得数据分布更平均，我们把这样的操作称为扰动，在JDK 1.8中的hash()函数如下： static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);// 与自己右移16位进行异或运算（高低位异或） } 这比在JDK 1.7中，更为简洁，相比在1.7中的4次位运算，5次异或运算（9次扰动），在1.8中，只进行了1次位运算和1次异或运算（2次扰动）； JDK1.8新增红黑树 通过上面的链地址法（使用散列表）和扰动函数我们成功让我们的数据分布更平均，哈希碰撞减少，但是当我们的HashMap中存在大量数据时，加入我们某个bucket下对应的链表有n个元素，那么遍历时间复杂度就为O(n)，为了针对这个问题，JDK1.8在HashMap中新增了红黑树的数据结构，进一步使得遍历复杂度降低至O(logn)；  总结 简单总结一下HashMap是使用了哪些方法来有效解决哈希冲突的： 1.使用链地址法（使用散列表）来链接拥有相同hash值的数据； 2.使用2次扰动函数（hash函数）来降低哈希冲突的概率，使得数据分布更平均； 3.引入红黑树进一步降低遍历的时间复杂度，使得遍历更快；
能否使用任何类作为 Map 的 key？
可以使用任何类作为 Map 的 key，然而在使用之前，需要考虑以下几点： •如果类重写了 equals() 方法，也应该重写 hashCode() 方法。 •用户自定义 Key 类最佳实践是使之为不可变的，这样 hashCode() 值可以被缓存起来。
为什么HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为K？
String、Integer等包装类的特性能够保证Hash值的不可更改性和计算准确性，能够有效的减少Hash碰撞的几率 •都是final类型，即不可变性，保证key的不可更改性，不会存在获取hash值不同的情况 •内部已重写了equals()、hashCode()等方法，遵守了HashMap内部的规范（不清楚可以去上面看看putValue的过程），不容易出现Hash值计算错误的情况；
如果使用Object作为HashMap的Key，应该怎么办呢？
答：重写hashCode()和equals()方法
HashMap为什么不直接使用hashCode()处理后的哈希值直接作为table的下标？
答：hashCode()方法返回的是int整数类型，其范围为-(2 ^ 31)~(2 ^ 31 - 1)，约有40亿个映射空间，而HashMap的容量范围是在16（初始化默认值）~2 ^ 30。通过hashCode()计算出的哈希值可能不在数组大小范围内，进而无法匹配存储位置； 那怎么解决呢？ •HashMap自己实现了自己的hash()方法，通过两次扰动使得它自己的哈希值高低位进行异或运算，降低哈希碰撞概率也使得数据分布更平均； •在保证数组长度为2的幂次方的时候，使用hash()运算之后的值与运算（&）（数组长度 - 1）来获取数组下标的方式进行存储，这样一来是比取余操作更加有效率，二来也是因为只有当数组长度为2的幂次方时，h&(length-1)才等价于h%length，三来解决了“哈希值与数组大小范围不匹配”的问题；
HashMap 的长度为什么是2的幂次方
取余(%)操作中如果除数是2的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作（也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方；）。” 并且 采用二进制位操作 &，相对于%能够提高运算效率，这就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。 那为什么是两次扰动呢？ 答：高位低位同时参与运算，能够减少Hash冲突；
如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？
假如你需要对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是更好的选择。
HashMap和HashTable的区别和底层实现
HashMap的整体结构如下  HashTable:  JDK1.7的ConcurrentHashMap：  JDK1.8的ConcurrentHashMap（TreeBin: 红黑二叉树节点 Node: 链表节点）：  HashMap和HashTable的区别 •线程安全： HashMap 是非线程安全的，HashTable 是线程安全的；HashTable 内部的方法基本都经过 synchronized 修饰。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧！）； •效率： 因为线程安全的问题，HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代码中使用它； •对Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为 null。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null，直接抛NullPointerException。 •初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ： ①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。②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 在解决哈希冲突时有了较大的变化，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。Hashtable 没有这样的机制。 •推荐使用：在 Hashtable 的类注释可以看到，Hashtable 是保留类不建议使用，推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代，如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。 HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别 •ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，然后在每一个分段上都用lock锁进行保护，相对于HashTable的synchronized锁的粒度更精细了一些，并发性能更好，而HashMap没有锁机制，不是线程安全的。（JDK1.8之后ConcurrentHashMap启用了一种全新的方式实现,利用CAS算法。） •HashMap的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap不允许（HashTable也不允许）。 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。 1.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。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 数组+链表 的形式，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； 2.实现线程安全的方式（重要）： ① 在JDK1.7的时候，ConcurrentHashMap（分段锁） 对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。（默认分配16个Segment，比Hashtable效率提高16倍。） 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了Segment的概念，而是直接用 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。（JDK1.6以后 对 synchronized锁做了很多优化） 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap，虽然在JDK1.8中还能看到 Segment 的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本；② Hashtable(同一把锁) :使用 synchronized 来保证线程安全，效率非常低下。当一个线程访问同步方法时，其他线程也访问同步方法，可能会进入阻塞或轮询状态，如使用 put 添加元素，另一个线程不能使用 put 添加元素，也不能使用 get，竞争会越来越激烈效率越低。
ConcurrentHashMap 底层具体实现知道吗？
JDK1.7 首先将数据分为一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据时，其他段的数据也能被其他线程访问。 在JDK1.7中，ConcurrentHashMap采用Segment + HashEntry的方式进行实现，结构如下： 一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构，一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组，每个 HashEntry 是一个链表结构的元素，每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment的锁。  1.该类包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment ；前者用来封装映射表的键值对，后者用来充当锁的角色； 2.Segment 是一种可重入的锁 ReentrantLock，每个 Segment 守护一个HashEntry 数组里的元素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment 锁。 JDK1.8 在JDK1.8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，synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点，这样只要hash不冲突，就不会产生并发，效率又提升N倍。 结构如下：  附加源码，有需要的可以看看 插入元素过程（建议去看看源码）： 如果相应位置的Node还没有初始化，则调用CAS插入相应的数据； else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { if (casTabAt(tab, i, null, new Node<K,V>(hash, key, value, null))) break; // no lock when adding to empty bin } 如果相应位置的Node不为空，且当前该节点不处于移动状态，则对该节点加synchronized锁，如果该节点的hash不小于0，则遍历链表更新节点或插入新节点； if (fh >= 0) { binCount = 1; for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) { K ek; if (e.hash == hash && ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))) { oldVal = e.val; if (!onlyIfAbsent) e.val = value; break; } Node<K,V> pred = e; if ((e = e.next) == null) { pred.next = new Node<K,V>(hash, key, value, null); break; } } } •如果该节点是TreeBin类型的节点，说明是红黑树结构，则通过putTreeVal方法往红黑树中插入节点；如果binCount不为0，说明put操作对数据产生了影响，如果当前链表的个数达到8个，则通过treeifyBin方法转化为红黑树，如果oldVal不为空，说明是一次更新操作，没有对元素个数产生影响，则直接返回旧值； •如果插入的是一个新节点，则执行addCount()方法尝试更新元素个数baseCount；辅助工具类
TreeMap 和 TreeSet 在排序时如何比较元素？Collections 工具类中的 sort()方法如何比较元素？
TreeSet 要求存放的对象所属的类必须实现 Comparable 接口，该接口提供了比较元素的 compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap 要求存放的键值对映射的键必须实现 Comparable 接口从而根据键对元素进 行排 序。 Collections 工具类的 sort 方法有两种重载的形式， 第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现 Comparable 接口以实现元素的比较； 第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator 接口的子类型（需要重写 compare 方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用（Java 中对函数式编程的支持）。