八股训练营第 27 天 | Java的集合类有哪些，那些是线程安全的，那些是线程不安全的？ArrayList 和 Array 有什么区别、ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

Java的集合类有哪些，那些是线程安全的，那些是线程不安全的？

Java 的集合类由 Collections 和 Map 这两个接口派生而出，Collections 接口又派生出了 List、Set、Queue 这三个接口。Java 所有的集合类都是 List、Set、Queue、Map 这四个接口的实现类。

• List：有序集合，允许重复元素。常见实现类包括 ArrayList 和 LinkedList。
• Set：无序集合，不允许重复元素。常见实现类包括 HashSet、TreeSet 和 LinkedHashSet。
• Queue：队列。常见实现类包括 LinkedList 和 PriorityQueue。
• Map：无序键值对的集合，不允许重复的 key。常见实现类包括 HashMap、TreeMap 和 LinkedHashMap。

线程不安全的集合有：ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap 等。

线程安全的集合有：

• Vector：线程安全的列表。但加了锁效率不高。
• HashTable：线程安全的哈希表。也是加了锁效率不高。
• ConcurrentHashMap：线程安全的哈希表。通过分段锁实现，性能好。
• Collections.synchronizedList、Collections.synchronizedSet、Collections.synchronizedMap：将线程不安全的集合包装成线程安全的集合，也是通过加锁实现的，效率较低。

ArrayList 和 Array 有什么区别？ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

ArrayList 和 Array 区别：

1. ArrayList 是动态数组，长度可以变化；Array 长度固定。
2. ArrayList 可以自动扩容，支持元素的增加和删除；Array 没有这些功能。
3. Array 既可以使用基本数据类型，也可以使用对象；ArrayList 只能使用对象。对于基本数据类型，需要将其转换为包装类型。

ArrayList 和 LinkedList 区别：

1. ArrayList 是基于动态数组实现的；而 LinkedList 是基于双向链表实现的。
2. ArrayList 查询元素的时间复杂度是 O(1)，因为其内部是数组，可以直接根据索引查找元素，速度快；LinkedList 查询元素的时间复杂度是 O(n)，因为需要从链表头部开始遍历。
3. ArrayList 在尾部添加和删除元素的时间复杂度是 O(1)，但在其他位置由于需要移动后面的元素，时间复杂度是 O(n)；LinkedList 添加和删除元素只需要改变节点的引用，速度优于 ArrayList。
4. ArrayList 有自动扩容机制，这个过程涉及新数组的创建和旧数组内容的复制，会存在一定的开销；LinkedList 没有。

ArrayList 扩容机制？

1. ArrayList 是基于动态数组实现的。当创建一个新的 ArrayList 对象时，其内部数组默认初始容量一般为 10。
2. 当添加元素导致元素个数要超过数组容量时，就会触发扩容机制。
3. 首先确定扩容之后的数组容量。一般是原数组容量的 1.5 倍。这是通过 ArrayList 的 grow 方法实现的，将原数组容量右移一位再加上原数组，正好等于 1.5 倍。
4. 然后新建一个扩容后容量的新数组，将原数组的数据逐个拷贝到新数组中。这是通过 Arrays.copyOf() 方法实现的。
5. 拷贝完成后，将 ArrayList 内部的数组引用指向新数组。这样就完成了一次扩容。随后可以继续进行增加元素操作。

以上就是我对这个问题的理解。