集合类
集合（Collection）
1、 List列表 ： 有序 可重复
1、ArrayList : 数组列表 ，内部是通过Array实现，对数据列表进行插入、删除操作时都需要对数组进行拷贝并重排序，因此在知道存储数据量时，尽量初始化初始容量，提升性能 。
2、LinkedList : 双向链表 每个元素都有指向前后元素的指针，顺序读取的效率较高，随机读取的效率较低
3、Vector : 向量 ， 线程安全的列表，与ArrayList 一样也是通过数组实现的
4、Stack : 栈 ， 后进先出 LIFO ， 继承自Vector，也是用数组，线程安全的栈
| 类型 | 底层实现 | 线程安全 | 扩容方式 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| ArrayList | 数组 | 否 | 初始容量是 10，扩容因子是 0.5 | 查询快，增删慢 |
| LinkedList | 链表 | 否 | 没有扩容的机制 | 查询慢，增删快 |
| Vector | 数组 | 是 | 默认初始容量为10，扩容因子是 1 | 查询快，增删慢 |
2、Queue队列：有序 可重复
1、ArrayDeque : 数组实现的的双端队列， 可以在队列两端插入和删除元素
2、LinkedList : 也属于双端队列
3、PriorityQueue : 优先队列 ，数组实现的二叉树， 完全二叉树实现的小顶堆(可改变比较方法)
3、Set集合： 无序 不重复
1、HashSet 基于哈希实现的集合， 链表形式
2、LinkedHashSet
3、TreeSet 红黑树结构
| 类型 | 底层实现 | 线程安全 | 扩容方式 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| HashSet | 基于HashMap实现 | 否 | 添加元素时，table数组扩容为16，加载因子为0.75 | 无序 |
| LinkedHashSet | 基于LinkedHashMap | 否 | 初始容量为16，临界值为12，以后再次扩容，扩容2倍 | 有序 |
| TreeSet | 基于TreeMap实现 | 否 | 容量翻倍 | 有序 |
集合（Collection）和数组的区别
- 2、数组的长度是固定的，集合长度是可以改变的，提供很多成员方法。
- 3、数组的存放的类型只能是一种（基本类型/引用类型），集合存放的类型可以不是一种(不加泛型时添加的类型是Object)。（当将元素放入集合时，它们会被转换成Object类型，之后在访问集合中的元素时需要进行强制类型转换。这种设计虽然方便，但也带来了类型不安全的隐患，以及类型转换的性能损失。）
- 4、数组是java语言中内置的数据类型,是线性排列的,执行效率或者类型检查都是最快的。
工具
- 遍历集合：Iterator 和 Enumeration
- 操作集合：Arrays 和 Collections
Map
1、HashMap 哈希映射 无序 ， key 和 value 都可以为null
2、TreeMap 红黑树实现的, 可排序， 红黑树是一种自平衡二叉查找树
3、LinkedHashMap 链表映射 ，继承于HashMap,又实现了双向链表的特性 ，保留了元素插入顺序
| 类型 | 底层实现 | 线程安全 | 扩容方式 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| HashMap | 数组+红黑树 | 否 | 初始容量是 16，2倍扩容 | 无序集合 |
| LinkedHashMap | 基于HashMap，并自己维持了一个双向链表，按照插入顺序进行访问，实现了LRU算法 | 否 | 初始容量是 16，2倍扩容 | 有序集合 |
| CocurrentHashMap | Segments数组+ReentrantHashMap(作为互斥锁来控制并发访问)+链表，采用分段锁保证安全 | 是 | 链表元素超8个，数组大小超64，转红黑树 | 无序集合，性能比HashTable好 |
| HashTable | 数组+链表 | 是 | 初始大小为11，扩容为2n+1 | 无序集合 |
| TreeMap | 基于红黑树 | 不 | 2倍 | 有序集合 |
- List：有序、可重复。
- Set：无序、不可重复的集合。重复元素会覆盖掉。
- Map：键值对，键唯一、值不唯一。Map 集合中存储的是键值对，键不能重复，值可以重复。
LinkedHashMap
LinkedHashMap继承自 HashMap，在 HashMap 基础上，通过维护一条双向链表，解决了 HashMap 不能随时保持遍历顺序和插入顺序一致的问题。在一些场景下，该特性很有用，比如缓存。
LinkedHashMap实现LRU
accessOrder用于决定具体的迭代顺序：
当accessOrder标志位为true时，put和get方法均有调用recordAccess方法，将当前访问的Entry（put进来的Entry或get出来的Entry）移到双向链表的尾部，双向链表中的元素按照访问的先后顺序排列。
当标志位accessOrder的值为false时，只有put方法会调用recordAccess，即每次put到LinkedHashMap中的Entry都放在双向链表的尾部，按照Entry插入LinkedHashMap到中的先后顺序排序
public class LRU<K,V> extends LinkedHashMap<K, V> implements Map<K, V>{private static final long serialVersionUID = 1L;public LRU(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder) {super(initialCapacity, loadFactor, accessOrder);}/** * @description 重写LinkedHashMap中的removeEldestEntry方法，当LRU中元素多余6个时，* 删除最不经常使用的元素 **/@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(java.util.Map.Entry<K, V> eldest) {// TODO Auto-generated method stubif(size() > 6){return true;}return false;}public static void main(String[] args) {LRU<Character, Integer> lru = new LRU<Character, Integer>(16, 0.75f, true);String s = "abcdefghijkl";for (int i = 0; i < s.length(); i++) {lru.put(s.charAt(i), i);}System.out.println("LRU中key为h的Entry的值为： " + lru.get('h'));System.out.println("LRU的大小 ：" + lru.size());System.out.println("LRU ：" + lru);}
}
hashMap和LinkedHashMap区别
- 插入顺序：HashMap不保证映射的顺序，而LinkedHashMap会根据元素插入的顺序维护一个双向链表，因此保证了映射的顺序，可以通过get操作访问元素的插入顺序。
迭代顺序：LinkedHashMap迭代元素的顺序是插入顺序，而HashMap的迭代顺序是随机的。性能：由于LinkedHashMap在底层额外维护了一个双向链表，因此在插入或删除元素时需要更多的操作，因此LinkedHashMap的性能通常比HashMap要低，内存占用通常比HashMap要高一些。
hashMap和TreeMap区别
插入顺序：HashMap不保证映射的顺序，而TreeMap会根据元素的键值进行排序，因此保证了映射的顺序。元素访问时间复杂度：HashMap的元素访问时间复杂度是常数级别的，即O(1)，而TreeMap的元素访问时间复杂度是基于红黑树的复杂度，通常是O(log(n))。键的类型：HashMap可以使用任何类型的对象作为键，只要它们能正确的实现hashCode()和equals()方法，而TreeMap的键必须实现Comparable接口或提供自定义的Comparator比较器来进行比较。内存占用：由于TreeMap需要维护红黑树的结构，因此它的内存占用相对较高。而HashMap在元素较少时，占用内存较小。
HashMap原理
-
HashMap在Jdk1.8以后是基于数组+链表+红黑树来实现的，特点是，key不能重复，可以为null，线程不安全
-
HashMap的扩容机制：
HashMap的默认容量为16，默认的负载因子为0.75，当HashMap中元素个数超过容量乘以负载因子的个数时，就创建一个大小为前一次两倍的新数组，再将原来数组中的数据复制到新数组中。当数组长度到达64且链表长度大于8时，链表转为红黑树
- HashMap存取原理：
（1）计算key的hash值，然后进行二次hash，根据二次hash结果找到对应的索引位置
（2）如果这个位置有值，先进性equals比较，若结果为true则取代该元素，若结果为false，就使用高低位平移法将节点插入链表
- 为什么不一开始就使用红黑树？
因为直接采用红黑树的话每次加入元素需要进行平衡，而在超过8时再旋转变为红黑树可以达成平衡，因为大部分哈希槽的元素个数正态分布在8个左右，所以此时变为红黑树也满足了查找的效率。
- 想要线程安全的哈希表
（1）使用ConcurrentHashMap
（2）使用HashTable
（3）Collections.synchronizedHashMap()方法
## hash表：
构造：① 直接定址法；②平方取中法；③折叠法；④除留取余法
冲突解决：① 开放定址法（线性探测）② 链地址法
HashTable与HashMap的区别
-
（1）HashTable的每个方法都用synchronized修饰，因此是线程安全的，但同时读写效率很低
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（2）HashTable的Key不允许为null
-
（3）HashTable只对key进行一次hash，HashMap进行了两次Hash
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（4）HashTable底层使用的数组加链表
ConcurrenHashMap与HashTable的区别
ConcurrentHashMap性能更高，它基于分段锁+CAS 保证线程安全，分段锁基于 synchronized 实现，它仅仅锁住某个数组的某个槽位，而不是整个数组
- ConcurrentHashMap 没有大量使用
synchronsize这种重量级锁。而是在一些关键位置使用乐观锁(CAS), 线程可以无阻塞的运行。 - ConcurrentHashMap读方法没有加锁
- ConcurrentHashMap扩容时老数据的转移是并发执行的，这样扩容的效率更高。
ArrayList和LinkedList的区别
ArratList的底层使用动态数组，默认容量为10，当元素数量到达容量时，生成一个新的数组，大小为前一次的1.5倍，然后将原来的数组copy过来；
因为数组有索引，所以ArrayList查找数据更快，但是添加数据效率更低
LinkedList的底层使用链表，在内存中是离散的，没有扩容机制；LinkedList在查找数据时需要从头遍历，所以查找慢，但是添加数据效率更高
如何保证ArrayList的线程安全？
（1）使用collentions.synchronizedList（）方法为ArrayList加锁
（2）使用Vector，Vector底层与Arraylist相同，但是每个方法都由synchronized修饰，速度很慢
在Queue接口中， poll() 和 remove() 方法都用于从队列中移除并返回队头的元素。
如果队列为空，即没有元素可供移除时, pol0 方法会返回null。它是一个安全的方法不会抛出异常。
remove()在没有元素可供移除时，会抛出NoSuchElementException 异常。
怎么确保集合不可更改？
Java 集合框架提供了一些不可变集合类，如不可变列表（ImmutableList）、不可变集合（ImmutableSet）和不可变映射（ImmutableMap）。
List<String> list = ImmutableList.of("a", "b", "c");
Set<String> set = ImmutableSet.of("x", "y", "z");
Map<String, Integer> map = ImmutableMap.of("a", 1, "b", 2, "c", 3);
List<String> list2 = ImmutableList.<String>builder().addAll(list1).add("d").build();
