集合-精讲

集合框架体系图

该图片来源于互联网，博主实在难得画

我们可以从实现接口进行出发

Connection接口：

List：有序、可重复

1. ArrayList:
   1. 底层数据结构是数组，查询快，增删慢
   2. 线程不安全、效率高
2. Vector
   1. 底层数据结构是数组，查询快，增删慢
   2. 线程安全，但是效率低，已经舍弃
3. LinkedList
   1. 底层结构是双向链表，查询慢，增删快
   2. 线程不安全，效率高

Set:无序，唯一

1. HashSet
   1. 底层数据结构是哈希表。（无序，唯一）
   2. 如何来保证元素唯一性?
      1. 依赖两个方法：hashCode()和equals()
2. LinkedHashSet
   1. 底层数据结构是链表和哈希表（FIFO插入有序，唯一）
      1. 由链表保证元素有序
      2. 由哈希表保证元素唯一
3. TreeSet
   1. 底层数据结构是红黑树。（唯一，有序）
      1. 如何保证元素排序的呢？
         1. 自然排序
         2. 比较器排序
      2. 如何保证元素唯一性的呢？
         1. 根据比较的返回值是否是0来决定

Map接口：

HashMap：基于hash表的Map接口实现，非线程安全，高效，支持null值和null建，线程不安全

LinkedHashMap：线程不安全，是HashMap的一个子类，有序：保存了记录的插入顺序

HashTable：线程安全，低效，不支持null值和null建

TreeMap：能够把它保存的记录根据键排序，默认是键值的升序排序，线程不安全

2.5Hashmap 的底层原理（高薪常问）

JDK1.8之前的实现方式 数组+链表

JDK1.8之后：数组+链表 或者由 数组+链表或者数组+红黑树 实现，目的是提高查找效率

1. 节点数>=8 数组+红黑树
2. 节点数<=6数组+链表

HashMap结构

图片来自互联网

1. JDK8数组+链表 OR 数组+红黑树 实现，当链表中的元素超过8个以后，会将链表转换为红黑树，当红黑树节点小于等于 6时又会退化为链表。
2. 当new HashMap(）：底层没有创建数组，首次调用put（）方式时，底层创建长度为16的数组，jdk8底层的数组是:Node[]（节点数组）存储引用关系，而非Entry[]（存储键值对），用数组容量大小乘以加载因子得到一个值，一旦数组中存储的元素个数超过该值就会调用rehash方法将数组容量增加到原来的两倍，专业术语叫做扩容，在做扩容的时候会生成一个新的数组，原来的所有数据需要重新计算哈希码值分配到新的数组，所以扩容的操作非常消耗性能
   1. 默认的负载因子大小为0.75，数组大小为16。也就是说，默认情况下，那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12的时候，就把数组的大小扩展为2*16=32，即扩大一倍
3. 在我们java中任何对象都有hashcode，hash算法就是通过hashcode与自己进行向右位移16的异或运算。这样做是为了计算出来的hash值足够随机，足够分散，还有产生的数组下标足够随机。

map.put(k,v)实现原理

1. 首先将k,v封装到Node对象当中（节点）。
2. 先调用k的hashCode()方法得出哈希值，并通过哈希算法转换成数组的小标。
3. 小标位置上如果没有任何元素，就把Node添加到这个位置上。如果说下标对应的位置上有链表。此时，就会拿着k和链表上每个节点的k进行equal。如果其中有一个equals返回了true，那么这个节点的value将会被覆盖；如果所有的equals方法返回都是false，那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。

map.get(k)实现原理

1. 先调用k的hashcode()方法得到k的哈希值，然后通过哈希算法转换成数组的小标
2. 在通过数组小标快速定位到某个位置。
3. 重点理解：如果这个位置上面什么也没有，则返回null。如果这个位置上有单向链表，那么它就会拿着参数k和单向链表上的每一个节点k进行equals，如果所有equals方法都返回false，则get方法返回null。如果某个节点返回true，就代表这个节点就是我们要找的节点，返回这个节点的value

Hash冲突

不同对象经过哈希函数得到的哈希值是一致的，这就会产生hash冲突。当单线链表达到一定长度后效率会非常低

注意：链表长度大于8的时候，就会将链表转换为红黑树，提高查询效率

Hashmap 和 hashtable ConcurrentHashMap 区别

HashMap和HashTable的区别：

1. HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的。
2. HashMap的键和值都允许有null值存在，而HashTable则不行。
3. HashMap线程不安全，HashTable线程安全，但是因为线程安全的原因，HashMap效率更高。
4. HashTable是同步的，HashMap不是。因此，HashMap更适合于单线程环境，而HashTable适合于多线程环境，一般现在是不建议使用HashTable，
   1. ①是因为HashTable是遗留类，内部实现很多没有优化，并且冗余。
   2. ②即使在多线程环境下，现在也有同步的ConcurrentHashMap替代。

HashTable和ConcurrentHashMap区别：

HashTable使用的是Synchronize关键字修饰，ConcurrentHashMap是JDK1.7使用了锁分段技术来保证线程安全的。JDK1.8ConcurrentHashMap取消了Segment分段锁，采用CAS和synchronized来保证并发安全。

ConcurrentHashMap底层是数组+链表/红黑树

HashTable底层是数组加链表

ConcurrentHashMap中的synchronized只锁定当前链表或红黑树的首节点，只要hash不冲突，就不会产生并发，效率有提示N倍

为什么ConcurrentHashMap优于HashTable？

1. ConcurrentHashMap 在JDK1.8以后采用的是CAS 乐观锁和synchronized悲观锁，而HashTable采用的是Synchronize悲观锁。其中ConcurrentHashMap的synchronized
2. 乐观锁的范围小于悲观锁，尤其是读多写少的场景下，并发性能优于悲观锁。