2 Java中常见集合

1）说说常见的集合有哪些吧？

答：集合有两个基本接口：Collection 和 Map。

1. Collection 接口的子接口有：List 接口、Set 接口和 Queue 接口；

2. List 接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack 和 Vector；

3. Set 接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet；

4. Queue接口的实现类主要有：PriorityQueue；

5. Map 接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap 和 Properties。

2）HashMap 和 Hashtable 的区别有哪些？（必问）

答：1. HashMap 没有考虑同步，是线程不安全的；Hashtable 使用了 synchronized 关键字，是线程安全的；

　　2. 前者允许空值作为 Key 和 Value；后者不允许空值作为 Key 和 Value。

3）HashMap 的底层实现你知道吗？

答：在 Java8 之前，其底层实现是数组 + 链表实现，Java8 使用了数组 + 链表 + 红黑树实现。此时你可以简单的在纸上画图分析：

4）Hashtable 和 ConcurrentHashMap 的区别？ （必问）

答：Hashtable 考虑了同步的问题，但是Hashtable 在每次同步执行时都要锁住整个结构。

　　ConcurrentHashMap 结合了 HashMap 和 HashTable 二者的优势。ConcurrentHashMap 锁的方式是稍微细粒度的。

　　ConcurrentHashMap 将哈希表分为 16 个桶（默认值），诸如 get,put,remove 等常用操作只锁当前需要用到的桶。

问：ConcurrentHashMap 的具体实现知道吗？

答：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。

5）HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方？

答：1. 通过将 Key 的 hash 值与 length-1 进行 & 运算，实现当前 Key 的定位，2 的幂次方可以减少冲突（碰撞）的次数，提高 HashMap 查询效率；

　　2. 如果 length 是 2 的幂，那么 length-1 转化为二进制必定是 11111……的形式，“与”运算效率快，空间不浪费；

　　3. 如果 length 不是 2 的幂，如 length 为 15，那么 length-1 为 14，对应的二进制为 1110。“与”运算，最后一位都为 0。

　　 　空间浪费大：0001，0011，0101，0111，1001，1011，1101 这几个位置永远都不能存放元素。

　　　 查询效率慢：数组可用位置小于数组长度，增加碰撞几率。

6）List 和 Set 的区别是啥？

答：List 元素是有序的、可以重复；Set 元素是无序的、不可以重复。

7）List、Set 和 Map 的初始容量和加载因子

答：1. List

• ArrayList 初始容量为 10；加载因子为 0.5； 扩容增量：0.5倍原容量 + 1；一次扩容后容量为 16。
• Vector 初始容量为 10，加载因子为 1；扩容增量：1 倍原容量；一次扩容后容量为 20。

　　2. Set

　　HashSet 初始容量为 16，加载因子为 0.75； 扩容增量：1 倍原容量；一次扩容后容量为 32。

　　3. Map

　　HashMap 初始容量为 16，加载因子为 0.75； 扩容增量：1 倍原容量；一次扩容后容量为 32。

8）Comparable 接口和 Comparator 接口有什么区别？

答：1. 前者简单，但是如果需要重新定义比较类型时，那么需要修改源代码。

　　2. 后者不需要修改源代码，自定义一个比较器，实现自定义的比较方法。

9）Java 集合的快速失败机制 “fail-fast”

答：在用迭代器遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改（增加、删除、修改），那么会抛出 ConcurrentModificationException。

　　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

1. 在遍历过程中，所有涉及到改变 modCount 值的地方全部加上 synchronized；

2. 使用 CopyOnWriteArrayList 来替换 ArrayList。