面试 Java 基础八股文十问十答第十八期

作者：程序员小白条，个人博客

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1）多线程场景下如何使用 ArrayList？

ArrayList 不是线程安全的，多个线程同时对其进行读写操作可能会导致数据不一致或其他异常。
如果需要在多线程环境中使用 ArrayList，可以考虑使用线程安全的集合类，如 CopyOnWriteArrayList 或通过使用同步机制来保证线程安全。
如果多个线程需要同时读取 ArrayList，可以使用不可变的方式来保证线程安全，例如将 ArrayList 声明为 final 或使用 Collections.unmodifiableList() 方法返回一个只读的 List。

2）为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰？

ArrayList 的 elementData 字段加上 transient 修饰是为了在序列化过程中排除该字段。transient 关键字表示该字段不会被序列化，这是因为 ArrayList 的序列化过程是通过对数组元素进行逐个序列化来实现的，而不是对整个数组进行序列化。因此，为了避免重复序列化数组元素，elementData 字段被标记为 transient。

3）List 和 Set 的区别

List 是有序的集合，可以存储重复的元素，可以通过索引访问元素。常见的 List 实现类有 ArrayList 和 LinkedList。
Set 是无序的集合，不能存储重复的元素，不支持通过索引访问元素。常见的 Set 实现类有 HashSet 和 TreeSet。
List 允许元素的插入和删除操作，可以通过索引来操作元素。Set 不允许重复元素的存在，插入重复元素会被忽略。
List 的遍历顺序是按照元素的插入顺序，而 Set 的遍历顺序是不确定的。
List 和 Set 都是接口，可以根据具体的需求选择使用哪个接口及其实现类。

总结来说，List 适合需要按照顺序存储元素并且需要频繁访问元素的场景，而 Set 适合需要去重并且不关心元素的顺序的场景。

4）说一下 HashSet 的实现原理？

HashSet 是基于 HashMap 实现的，底层使用 HashMap 存储元素。
HashSet 中的元素被存储在 HashMap 的 key 中，而 value 则被设置为一个固定的常量 Object。
当向 HashSet 中添加元素时，实际上是将元素作为 key 存储到 HashMap 中，而 value 则是一个固定的常量 Object。
HashSet 利用 HashMap 的 key 的唯一性来保证元素的唯一性。

5）HashSet如何检查重复？HashSet是如何保证数据不可重复的？

HashSet 检查重复的方式是通过 HashMap 的 key 的唯一性来实现的。当向 HashSet 中添加元素时，HashSet 会将元素作为 HashMap 的 key 存储，而 value 则是一个固定的常量 Object。由于 HashMap 的 key 是唯一的，所以当尝试向 HashSet 中添加重复的元素时，新元素的 key 会与已存在的 key 相同，导致添加操作失败，从而保证了 HashSet 中不会存在重复的元素。

6）HashSet与HashMap的区别

存储方式：HashSet 是基于 HashMap 实现的，底层使用 HashMap 存储元素。
元素类型：HashSet 存储的是不重复的元素，而 HashMap 存储的是键值对（key-value）。
元素顺序：HashSet 是无序的，元素的顺序是不确定的；而 HashMap 是无序的，元素的顺序是由键的哈希值决定的。
元素访问：HashSet 不支持通过索引访问元素；而 HashMap 可以通过键来访问对应的值。
重复元素：HashSet 不允许重复元素的存在，添加重复元素会被忽略；而 HashMap 允许键的重复，但不允许值的重复。
性能：HashSet 的性能略低于 HashMap，因为 HashSet 需要通过哈希计算来确定元素的存储位置，而 HashMap 需要同时存储键和值。

综上所述，HashSet 和 HashMap 在存储方式、元素类型、元素顺序、元素访问、重复元素和性能等方面存在一些区别。选择使用哪个取决于具体的需求和使用场景。

7）BlockingQueue是什么？

BlockingQueue是Java中的一个接口，它表示一个支持线程安全的、有限容量的队列。它定义了一组用于添加、移除、查询元素的方法，以及阻塞等待队列操作的方法。BlockingQueue通常用于多线程环境下的生产者-消费者模型，其中生产者线程将元素放入队列，消费者线程从队列中取出元素进行处理。BlockingQueue提供了一种线程安全的方式来实现线程间的数据传输和同步。

8）说一下 HashMap 的实现原理？

HashMap 是 Java 中常用的数据结构之一，它是基于哈希表实现的。HashMap 通过将键值对存储在一个数组中，并使用键的哈希值来确定存储位置，从而实现快速的插入、删除和查找操作。HashMap 的实现原理如下：

HashMap 使用数组和链表（或红黑树）的组合来存储键值对。
当向 HashMap 中插入键值对时，首先根据键的哈希值计算出在数组中的存储位置，如果该位置为空，则直接插入；如果该位置已经存在元素，则通过比较键的哈希值和键的相等性来判断是否为相同的键，如果是相同的键，则更新对应的值；如果是不同的键，则将该键值对添加到链表（或红黑树）的末尾。
当从 HashMap 中获取值时，根据键的哈希值计算出在数组中的存储位置，然后遍历链表（或红黑树）进行比较，找到对应的键值对并返回值。
当从 HashMap 中删除键值对时，根据键的哈希值计算出在数组中的存储位置，然后遍历链表（或红黑树）进行比较，找到对应的键值对并删除。

9）HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同？ HashMap的底层实现

在 JDK 1.7 和 JDK 1.8 中，HashMap 的实现有以下不同之处：

JDK 1.7 中的 HashMap 使用数组和链表的组合来存储键值对，当链表长度超过一定阈值时，会将链表转换为红黑树，以提高查找效率。而 JDK 1.8 中引入了红黑树的新实现，即链表长度超过一定阈值时，会进行树化操作，使得整个查找过程更加高效。
JDK 1.8 中的 HashMap 在处理哈希冲突时使用了一种新的方式，即通过计算键的哈希值和数组长度的按位与操作来确定存储位置，而不是传统的取模操作，这样可以更快地计算出存储位置。
JDK 1.8 中的 HashMap 在扩容时使用了一种新的方式，即将原来的数组分成两个部分，分别处理原数组中的元素和新增元素，减少了元素的复制次数，提高了扩容的效率。