Java集合——2022最新Java面试八股文

集合是Java的基础，也是面试中必备的小菜，Java集合的底层原理，是我们需要必须掌握的。本文从多个维度来讲下Java场景的几种集合及面试考点。

1、List

1)ArrayList 数组结构，查询快，插入慢，复制的时候直接加一倍

2)LinkList 链表结构，查询慢，插入更新快。可以操作表头和表尾，可以当做堆栈，队列及双向队列使用

3)Vector 数组结构，支持同步，相当于加锁的ArrayList

2、Set

1)HashSet hash表结构

2)TreeSet

TreeSet是二叉树（红黑树的数据结构）实现的，自动排序，不允许放入null

3)LinkHashSet

LinkedHashSet底层是LinkHashMap。保证顺序，也就是说遍历序和插入序是一致的。

3、Map

1)HashTable

2)HashMap

• 2.1) hashmap1.7

2.1.1）基本结构：数组+链表，负载因子0.75，扩容双倍

2.1.2）负载因子为啥0.75：“哈希冲突”和“空间利用率”矛盾的一个折衷

2.1.3）扩容为啥是2^n：方便位运算，使得数据分布均匀

2.1.4)扩容死链：头插法，在多线程下会产生环形链表，查询的时候就会死循环

• 2.2) hashmap1.8

2.2.1）基本结构：数组+链表+红黑树

2.2.2）key必须实现Comparable接口或者在构造TreeMap传入自定义的Comparator

2.2.3）HashMap的线程不安全主要体现在下面两个方面：

1.在JDK1.7中，当并发执行扩容操作时会造成环形链和数据丢失的情况。

2.在JDK1.8中，在并发执行put操作时会发生数据覆盖的情况。

2.2.4）hashmap1.8 put过程

2.2.5）hashmap1.8 GET过程

首先计算hash,然后去数组中查询，是红黑树节点就去红黑树上查，是链表节点就去链表中查

2.2.6）链表->红黑树条件：链表长度大于8，数组长度大于64

2.2.7）为啥不直接使用红黑树：红黑树占用的空间比较大，所以只有节点数太多的时候才会使用红黑树

2.2.8）链表中的节点遵循泊松分布，而且根据统计，链表中节点数是8的概率已经接近千分之一，也就是大部分情况下，hashmap还是使用的链表

2.2.9）为什么到8转为红黑树 到6转为链表 ：避免频繁来回转换

3) ConcurrentHashMap

3.1）1.7 分段锁，继承ReetrantLock

3.2）1.8 Synchronized（非空节点）+CAS(空节点)

3.3）1.8 put过程

3.4）1.8 get过程

get很简单，通过key计算hash，如果key hash相同就返回，如果是红黑树按照红黑树获取，都不是就遍历链表获取。

3.5）为啥放弃segment

1)锁力度变小，扩容后锁竞争更大，2）hash冲突，3）减小扩容力度

3.6）synchronized替换ReentranLock

1）减少内存开销2）synchronized是JVM直接支持，有加锁优化

3.5）红黑树对比平衡树

• 红黑树相比avl树，在检索的时候效率其实差不多，都是通过平衡来二分查找。但对于插入删除等操作效率提高很多。
• 红黑树不像avl树一样追求绝对的平衡，他允许局部很少的不完全平衡，这样对于效率影响不大，但省去了很多没有必要的调平衡操作，avl树调平衡有时候代价较大，所以效率不如红黑树。

反射

使用反射可以赋予jvm动态编译的能力，否则类的元数据信息只能用静态编译的方式实现，例如热加载，Tomcat的classloader等等都没法支持。

通过反射，java可以动态地加载未知的外部配置对象，临时生成字节码进行加载使用，从而使代码更灵活！可以极大地提高应用的扩展性！