大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
面试题总结 一基础部分 1.1 集合 1.1.1 fail-fast 与 fail-safe 机制有什么区别
1.1.2 说出ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性 ArrayList 采用的是数组形式来保存对象的，这种方式将对象放在连续的位置中，所以最大的缺点就是插入删除时非常麻烦 LinkedList 采用的将对象存放在独立的空间中，而且在每个空间中还保存下一个链接的索引 但是缺点就是查找非常麻烦 要丛第一个索引开始 ArrayList和Vector都是用数组方式存储数据,此数组元素数要大于实际的存储空间以便进行元素增加和插入操作,他们都允许直接用序号索引元素,但是插入数据元素涉及到元素移动等内存操作,所以索引数据快而插入数据慢. Vector使用了sychronized方法(线程安全),所以在性能上比ArrayList要差些. LinkedList使用双向链表方式存储数据,按序号索引数据需要前向或后向遍历数据，所以索引数据慢,是插入数据时只需要记录前后项即可,所以插入的速度快. 1.2.3 HashMap 1.2.3.1 HashMap的工作原理是什么 HashMap的底层是用hash数组和单向链表实现的 ，当调用put方法是，首先计算key的hashcode，定位到合适的数组索引，然后再在该索引上的单向链表进行循环遍历用equals比较key是否存在，如果存在则用新的value覆盖原值，如果没有则插入到链表linkedlist的头部。HashMap的两个重要属性是容量capacity和加载因子loadfactor，默认值分布为16和0.75，当容器中的元素个数大于 capacityloadfactor时，容器会进行扩容resize 为2n，在初始化Hashmap时可以对着两个值进行修改，负载因子0.75被证明为是性能比较好的取值，通常不会修改，那么只有初始容量capacity会导致频繁的扩容行为，这是非常耗费资源的操作，所以，如果事先能估算出容器所要存储的元素数量，最好在初始化时修改默认容量capacity，以防止频繁的resize操作影响性能。 HashMap基于hashing原理，我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用LinkedList来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在LinkedList的下一个节点中。 HashMap在每个LinkedList节点中储存键值对对象。 1.2.3.2HashMap 的 table的容量如何确定？loadFactor 是什么？ 该容量如何变化？这种变化会带来什么问题？ HashMap使用的是懒加载，构造完HashMap对象后，只要不进行put 方法插入元素之前，HashMap并不会去初始化或者扩容table。 这个问题可以跟踪一下HashMap的源码就知道了，根据输入的初始化容量（门槛？）的值（先了解HashMap中容量和负载因子的概念， 其实这个和HashMap确定存储地址的算法有关）， 先判断是否大于最大容量，最大容量2的30次方，1<<30 =（1073741824）， 如果大于此数，初始化容量赋值为1<<30，如果小于此数，调用tableSizeFor方法 使用位运算将初始化容量修改为2的次方数， 都是向大的方向运算，比如输入13，小于2的4次方，那面计算出来桶的初始容量就是16. 1.2.3.3 HashMap 和 HashTable、ConcurrentHashMap 的区别 HashTable 底层数组 链表实现，无论key还是value都不能为null，线程安全，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低，ConcurrentHashMap做了相关优化 初始size为11，扩容：newsize = olesize2 1 计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length HashMap 底层数组 链表实现，可以存储null键和null值，线程不安全 初始size为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂 扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入 插入元素后才判断该不该扩容，有可能无效扩容（插入后如果扩容，如果没有再次插入，就会产生无效扩容） 当Map中元素总数超过Entry数组的75%，触发扩容操作，为了减少链表长度，元素分配更均匀 计算index方法：index = hash & (tab.length – 1)
HashMap的初始值还要考虑加载因子: 哈希冲突：若干Key的哈希值按数组大小取模后，如果落在同一个数组下标上，将组成一条Entry链，对Key的查找需要遍历Entry链上的每个元素执行equals()比较。 加载因子：为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。 空间换时间：如果希望加快Key查找的时间，还可以进一步降低加载因子，加大初始大小，以降低哈希冲突的概率。 HashMap和Hashtable都是用hash算法来决定其元素的存储，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下属性： 容量（capacity）：hash表中桶的数量 初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量，HashMap允许在构造器中指定初始化容量 尺寸（size）：当前hash表中记录的数量 负载因子（load factor）：负载因子等于“size/capacity”。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的散列表，依此类推。轻负载的散列表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢） 除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。 HashMap和Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashMap和Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。 “负载极限”的默认值（0.75）是时间和空间成本上的一种折中： 较高的“负载极限”可以降低hash表所占用的内存空间，但会增加查询数据的时间开销，而查询是最频繁的操作（HashMap的get()与put()方法都要用到查询） 较低的“负载极限”会提高查询数据的性能，但会增加hash表所占用的内存开销 程序猿可以根据实际情况来调整“负载极限”值。 ConcurrentHashMap 底层采用分段的数组 链表实现，线程安全 通过把整个Map分为N个Segment，可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认提升16倍。(读操作不加锁，由于HashEntry的value变量是 volatile的，也能保证读取到最新的值。) Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占，ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术 有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，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 扩容：段内扩容（段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容，不会对整个Map进行扩容），插入前检测需不需要扩容，有效避免无效扩容
Hashtable和HashMap都实现了Map接口，但是Hashtable的实现是基于Dictionary抽象类的。Java5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。 HashMap基于哈希思想，实现对数据的读写。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，然后找到bucket位置来存储值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞时，对象将会储存在链表的下一个节点中。HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。当两个不同的键对象的hashcode相同时，它们会储存在同一个bucket位置的链表中，可通过键对象的equals()方法来找到键值对。如果链表大小超过阈值（TREEIFY_THRESHOLD,8），链表就会被改造为树形结构。 在HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个，但可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，即可以表示HashMap中没有该key，也可以表示该key所对应的value为null。因此，在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个key，应该用containsKey()方法来判断。而在Hashtable中，无论是key还是value都不能为null。 Hashtable是线程安全的，它的方法是同步的，可以直接用在多线程环境中。而HashMap则不是线程安全的，在多线程环境中，需要手动实现同步机制。 Hashtable与HashMap另一个区别是HashMap的迭代器（Iterator）是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。 先看一下简单的类图：
从类图中可以看出来在存储结构中ConcurrentHashMap比HashMap多出了一个类Segment，而Segment是一个可重入锁。
ConcurrentHashMap是使用了锁分段技术来保证线程安全的。
锁分段技术：首先将数据分成一段一段的存储，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的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。
ConcurrentHashMap提供了与Hashtable和SynchronizedMap不同的锁机制。Hashtable中采用的锁机制是一次锁住整个hash表，从而在同一时刻只能由一个线程对其进行操作；而ConcurrentHashMap中则是一次锁住一个桶。
ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的
1.2.3.4 HashMap的遍历方式及效率
1./* HashMap */
2.public static void hashMap(){
3. Map<String,String> hashMap = new HashMap<String, String>();
4.
5. for(int i=0;i<100000;i )
6. hashMap.put(i “”, i “v”);
7.
8. long time = System.currentTimeMillis();
9. System.out.println(“==============方式1：通过遍历keySet()遍历HashMap的value”);
10. Iterator it = hashMap.keySet().iterator();
11. while(it.hasNext()){
12. hashMap.get(it.next());
13. //System.out.println(hashMap.get(it.next()));
14. }
15. System.out.println(“用时:” (System.currentTimeMillis() – time));
16.
17.
18. time = System.currentTimeMillis();
19. System.out.println(“==============方式2：通过遍历values()遍历HashMap的value”);
20. Collection values = hashMap.values();
21. for(Iterator valIt = values.iterator();valIt.hasNext()
