Java集合面试题(持续更新)
概念
数组和集合的区别，你用过哪些
- 数组是固定的，一旦创建便不可改变。而集合是可变的，可以动态调整元素个数。
- 数组可以存储基本数据类型和对象类型，但是集合只能存储对象。
- 数组可以使用下标直接访问元素，而集合需要迭代器或者其他方法访问元素
我用过如下Java集合类：
- ArrayList：动态数组，实现了List接口，支持动态增长
- LinkList：双线链表，也实现了List接口，支持快速插入和删除
- HashMap：基于hash表的map实现，存储key-value，通过key快速查找
- HashSet：基于hash实现的set集合，存储唯一元素
- TreeMap：基于红黑树实现的有序map集合，可以按照key的顺序排序
- LinkHashMap：基于hash和双向链表实现的map集合，保持插入顺序和访问速度
- ProorityQueue：优先队列，按照比较器或元素的自然顺序进行排序
说说Java中的集合
List
List是有序的Collection，使用这个接口可以精确的控制每个元素的位置，用户可以根据索引访问list中的元素。
- ArrayList：是容量可变的非线程安全列表，其底层使用的是数组实现，当扩容时，会扩大创建更大的数组，然后将原数组复制到新数组。ArrayList可以对元素快速访问，但是随机插入删除很慢。
- LinkList：本质是一个双向链表，与ArrayList相比，随机查找比较满，但是随机插入和删除比较快
Set
set不允许存在重复的元素，与list不同，set是无序的。
HashSet：是通过HashMap实现的，HashMap的key就是HashSet存储元素，其中的value值都是一样的，使set内元素保持唯一性。由于hashset由hashmap实现的，因此线程不安全。
LinkHashSet：继承自HashSet，使用双向链表保持元素插入的顺序，
TreeSet：通过TreeMap实现，添加数据按照比较规则将其插入合适的位置，保证插入数据的有序性。
Map
是一个键值对集合，存储键值之间的映射。key无序，要求唯一；value不要求有序，允许重复。map没有继承Collection，从map中获取元素时，只要给出键对象，就会返回相应的value。
HashMap：在Java8之前，hashmap采用数组+链表去实现的，数组是hashmap的主体，链表是为了解决hash冲突存储的（拉链法）。【ps：在Java8之前，当一个key要插入hashmap时，需要根据相应的hash公式计算出key该放在数组的哪个位置，但是数组长度有限，很可能出现撞车现象，那么此时我们在数组内存放一个链表，链表内存储键值对，然后将撞车的key插入到头部。这就是拉链法】。但是在Java8之后发生了改变，当链表长度大于8时，会将链表转化为红黑树。
LinkHashMap：继承自hashmap，底层还是基于链表+数组+红黑树数组。但是在上面结构的情况下，添加了一条双向链表，可以保持插入的顺序。
HashTable：数组+链表组成。
TreeMap：红黑树
ConcurrentHashMap：Node数组+链表+红黑树实现，是线程安全的（Java8之前是Segment锁，1.8之后采用synchronized实现）
Java中的线程安全集合是什么
java.util
vector：线程安全的动态数组，其内部方法基本都是经过synchronize修饰，但是如果不需要线程安全，不建议使用，同步是有额外开销的
HashTable：线程安全的hash表，给每个方法加上synchronized关键字，这样锁住的就是整个table对象。
java.util.concurrent
并发Map：
- ConcurrentHashMap：他与HashTable的主要区别是二者加锁力度不同，在Java8之前，ConcurrentHashMap加的是分段锁，也就是Segment，每个Segment都含有table的一部分，这样不同分段之间的并发就不受影响。在Java8之后，他取消了Segment字段，直接在table元素上加锁，实现对每一行进行枷锁，进一步减少了并发冲突的概率。对于put操作，如果key对应的数组为null，则通过CAS操作将其设置为当前值，如果key对应的数组元素不为null，则对该元素使用sychronized关键字申请加锁，如果该链表的长度大于8，则将链表转化为红黑树。
- ConcurrentSkipListMap：基于跳表算法的可排序的并发集合。
并发set：
- ConcurrentSkipListSet：是线程安全的有序集合，底层是基于ConcurrentSkipListMap实现的
- ConcurrentOnWriteAtrraySet：是线程安全的set实现，他是线程安全的无序集合。
并发list：
- CopyOnWriteArrayList：他是ArrayList线程安全的变体，其中所有写操作都通过对底层数组进行全新复制来实现，允许存储null。当对象进行写操作时，使用lock进行同步处理，内部拷贝了原数组，并在新的数组上进行添加操作，最后将新数组覆盖掉旧数组。
Collections和Collention的区别
- Collection时Java集合类的一个基础接口，他定义了一系列的通用操作和方法，如添加、删除、遍历等，用户同意操作和管理。List、Set都是他的实现类
- Collentions是Java提供的一个工具类，位于java.util中，他提供了一系列的静态方法，用于对集合进行操作和算法，比如排序、查找、替换等。这些方法可以对实现了Collent的接口进行操作
遍历集合的方法
普通for循环
List<String> list = new ArrayList<>();
for(int i=0;i<list.size();i++){
}增强for循环 也即是for-each
//这里不再定义集合，使用list代表集合
for(String element:list){
//业务操作
}Iterator迭代器
用来迭代遍历集合，用户要删除元素的状况
//这里不再定义集合了 使用list代替
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
String ele = iterstor.next();
//业务操作
}使用Java8后的Stream API
//这里不再定义list
list.forEach(element->log.info(element))