Java-集合框架

Arraylist 与 LinkedList 异同

1. ArrayList使用的是数组，LinkedList使用的是双向链表。
2. 二者都是不同步的，也就是不保证线程安全。
3. ArrayList实现了RandomAccess接口（该接口内什么都没定义，只是一个标识，说明实现了该接口的类可以随机访问），支持快速随机访问（get(int index)），LinkedList不支持。

ArrayList与Vector区别

1. ArrayList是不同步的，线程不安全，Vector同步，线程安全。
2. Vector包含许多传统方法，这些方法不属于集合框架。

HashMap

底层实现

JDK1.8之前
JDK1.8之前使用数组加链表实现的，也就是链表散列。将key的hashCode经过扰动函数处理得到hash值，然后通过(n-1) & hash判断存储的位置（n是数组长度），如果该位置没有存放元素，就放在这里。如果该位置存放元素，判断该位置的元素和要存放的元素的key是否一样，如果一样，直接覆盖，否则，用拉链法解决冲突。

JDK1.8之后
JDK1.8之后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。

长度为什么是2的幂次方

为了减少碰撞，尽量把数据分配均匀。hash值大概有40亿映射空间，但内存是放不下的，所以要对数组的长度取模运算，也就是hash % length，计算机中直接求余效率不如位移运算，所以优化为(length-1) & hash（前提是length是2 的幂次方）。

为什么该算法可以减少碰撞呢
2的n次方实际就是1后面n个0，2的n次方-1 实际就是n个1。
例如长度为9时候，3&(9-1)=0 2&(9-1)=0 ，都在0上，碰撞了。
例如长度为8时候，3&(8-1)=3 2&(8-1)=2 ，不同位置上，不碰撞。

线程不安全

HashMap非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。多线程会造成死循环问题。如果需要满足线程安全，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有线程安全的能力，或者ConcurrentHashMap。

HashMap 和 Hashtable 的区别

HashTable基本淘汰，不要使用

1. HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的，因为内部方法使用了synchronized修饰。
2. HashMap效率比HashTable高一些。
3. HashMap中可以有一个键为null，可以有多个键的值为null。HashTable中key和value都不能为null。
4. 创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。
5. 创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。
6. JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。

HashSet 和 HashMap 区别

HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的

1. HashMap实现了Map接口，HashSet实现了Set接口。
2. HashMap储存键值对，HashSet仅仅存储对象。
3. 使用put()方法将元素放入map中，使用add()方法将元素放入set中。
4. HashMap中使用键(key)来计算hashcode值，HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个对象不同的话，那么返回false。
5. HashMap比较快，因为是使用唯一的键来获取对象，HashSet较HashMap来说比较慢。

集合框架底层数据结构总结

Collection

1. List

• ArrayList: Object数组。
• Vector： Object数组。
• LinkedList： 双向链表。

2. Set

• HashSet（无序，唯一）： 基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素。
• TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树)。

Map

• HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）。JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。
• HashTable： 线程安全（利用synchronized修饰）。数组+链表组成的，数组是 HashTable 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的。
• TreeMap： 红黑树（自平衡的排序二叉树）。