Java 总结 数据底层原理 【包括 ArrayList、LinkedList、hash table、HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap、hash code、HashSet、LinkedHashMap、LinkedHashSet】

1.ArrayList

（1）底层是由动态数组实现的【使用了List接口】。
（2）动态数组是长度不固定，随着数据的增多而变长。
（3）如果不指定，默认长度为10，当添加的元素超过当前数组的长度时，会创建新的数组，新数组长度是当前数组的1.5倍，然后当前数组的元素复制到新的数组后，当前数组的内存被释放。
（4）存储和删除的效率比较低，但是查询的效率非常高。
（5）没有锁，因此是线程不安全的，因此是非同步的。

2.LinkedList

（1）底层是由双向链表的数据结构实现的【使用了List接口】，
因此存储和删除的效率非常高，但是查询需要从头按顺序找，因此效率比较低。
（2）即便使用了二分查找【分两半查找，先判断index是在链表的哪一半，然后再去对应区域查找，这样最多只要遍历链表的一半节点即可找到】，但速度远比arraylist慢得多
（3）没有锁，因此是线程不安全的，因此是非同步的。

3.hash table

（1）哈希表，也叫散列表，是根据关键码值直接访问的数据结构。
（2）通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找速度。
（3）那么这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。

4.HashMap

（1）键值都允许为null，是哈希表的Map接口实现，没有锁，因此是线程不安全的，是非同步的。
（2）底层是使用动态数组【使用Node[] ，不使用Entry[]存储键值对】和单向链表 组合实现的，也就是说，底层是节点数组，每个数组元素内部装有单向链表，
当链表长度大于一定值时，链表会转换成红黑树【jdk1.8后才有红黑树】，这样可以减少链表查询时间。
（3）动态的节点数组在扩容时，会新建一个数组，并把当前数据元素赋值到新数组中，这个过程很耗性能。
（4）存入数据时【也就是要存入一个Node对象】，会根据key的hash算法来决定存在数组
【Node[]】中的哪个位置，在该位置上【也就是在这个数组元素上】，再根据equals方法来决定存储在该位置链表的哪个位置。
（5）读取数据时【也就是取出一个Node对象】，会根据key的hash算法来找到其在数组中的存储位置，然后使用equals方法，从该位置的链表中找到该Node。

5.Hashtable

（1）键值都不允许为null，是哈希表的Map接口实现，线程安全，因为使用了同步锁synchronized，因此每次线程操作表时，会加锁，其他线程需要等待。
（2）底层是使用动态数组【Entry[]，即键值对对象数组】和单向链表 组合实现的【与HashMap类似】,
也就是说，底层是Entry数组，每个数组元素内部装有单向链表。
（3）【存储数据和读取数据与HashMap十分类似】
存入数据时【也就是要存入一个Entry对象】，会根据key的hash算法来决定存在数组
【Entry[]】中的哪个位置，在该位置上【也就是在这个数组元素上】，再根据equals方法来决定存储在该位置链表的哪个位置。
读取数据时【也就是取出一个Entry对象】，会根据key的hash算法来找到其在数组中的存储位置，然后使用equals方法，从该位置的链表中找到该Entry。
（4）总体来说，与HashMap十分相似，区别在于线程是否安全、键值是否允许为null、
底层数组类型具体是什么、链表是否会转换成红黑树。
（5）注意Hashtable与hash table 单词写法，两个不是一个东西。

6.ConcurrentHashMap

（1）是线程安全的，内部分多个段，每个段其实就是个小的Hashtable也就是说，
每次线程操作段都要加锁，但是不同段互不影响，因此，如果是多线程操作不同的段，
则允许并发操作，此外，允许并发查询同一个段的内容，查询不需要加锁，
如果是对段做写操作则会加锁，线程同步阻塞。
（2）因为段使用了Hashtable，因此底层数组类型也是Entry[],具体的底部存储和读取实现也是与Hashtable相同。

7.hash code

（1）译为 哈希值 ，
（2）对象  相等则  哈希值  一定相等，
（3）但 哈希值 相等，对象 不一定相等。

8.HashSet

（1）意为哈希集合，HashSet实现 Set接口 。
（2）底层是使用HashMap来存储数据的，各个操作实际上是调用了HashMap的方法来完成，因此HashSet元素是无序的。
（3）存储在HashSet的元素，实际上，将会存在HashMap的key里面,而值为一个固定的值【是什么无关紧要，但是必须统一固定】，每次添加新元素时，
　　将会调用HashMap的put()方法，既然值时固定的，那么如果key已经存在，则HashMap不会再新建重复的元素，这就是HashSet存储数据不可重复的原因。

9.LinkedHashMap

（1）继承于HashMap，因此有HashMap的特点，非同步、允许键值为null等。
（2）通过重写HashMap相关方法，重新定义了数组中保存的元素Entry，每个元素除了保存当前对象的引用外，还保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用，从而在哈希表的基础上又构成了双向链接列表。

10.LinkedHashSet

（1）意为 线性哈希集合。
（2）LinkedHashSet底层使用LinkedHashMap来保存所有元素。
（3）继承了HashSet，其所有的方法操作上又与HashSet相同。