集合常见面试题

一、List

List接口下的实现类有ArrayList,linkedlist,vector等等,一般就是用这两个,用法不多说,老生常谈。

ArrayList的扩容方式是1.5倍扩容,这样扩容避免2倍扩容可能浪费空间,是一种折中的方案。 另外他不是线程安全,vector则是线程安全的,它是两倍扩容的。

linkedlist是双链表,Java里的linkedlist自带按索引访问的api

除此之外还有一个copyonwritelist,用于线程安全的场景。

ArrayList和Vector的区别(是否有序、是否重复、数据结构、底层实现)

ArrayList和Vector都实现了List接口,他们都是有序集合,并且存放的元素是允许重复的。它们的底层都是通过数组来实现的,因此列表这种数据结构检索数据速度快,但增删改速度慢。
而ArrayList和Vector的区别主要在两个方面:

  • 线程安全。Vector是线程安全的,而ArrayList是线程不安全的。因此在如果集合数据只有单线程访问,那么使用ArrayList可以提高效率。而如果有多线程访问你的集合数据,那么就必须要用Vector,因为要保证数据安全。
  • 数据增长。ArrayList和Vector都有一个初始的容量大小,当存储进它们里面的元素超过了容量时,就需要增加它们的存储容量。ArrayList每次增长原来的0.5倍,而Vector增长原来的一倍。ArrayList和Vector都可以设置初始空间的大小,Vector还可以设置增长的空间大小,而ArrayList没有提供设置增长空间的方法

二、Map

  • hashmap是数组和链表的组合结构,数组是一个Entry数组,entry是k-V键值对类型,所以一个entry数组存着很多entry节点,一个entry的位置通过key的hashcode方法,再进行hash(移位等操作),最后与表长-1进行相与操作,其实就是取hash值到的后n - 1位,n代表表长是2的n次方。

  • hashmap的默认负载因子是0.75,阈值是16 * 0.75 = 12;初始长度为16;

  • hashmap的增删改查方式比较简单,都是遍历,替换。有一点要注意的是key相等时,替换元素,不相等时连成链表。

  • 除此之外,1.8jdk改进了hashmap,当链表上的元素个数超过8个时自动转化成红黑树,节点变成树节点,以提高搜索效率和插入效率到logn。

  • 还有一点值得一提的是,hashmap的扩容操作,由于hashmap非线程安全,扩容时如果多线程并发进行操作,则可能有两个线程分别操作新表和旧表,导致节点成环,查询时会形成死锁。chm避免了这个问题。

  • 另外,扩容时会将旧表元素移到新表,原来的版本移动时会有rehash操作,每个节点都要rehash,非常不方便,而1.8改成另一种方式,对于同一个index下的链表元素,由于一个元素的hash值在扩容后只有两种情况,要么是hash值不变,要么是hash值变为原来值+2^n次方,这是因为表长翻倍,所以hash值取后n位,第一位要么是0要么是1,所以hash值也只有两种情况。这两种情况的元素分别加到两个不同的链表。这两个链表也只需要分别放到新表的两个位置即可,是不是很酷。

  • 最后有一个比较冷门的知识点,hashmap1.7版本链表使用的是节点的头插法,扩容时转移链表仍然使用头插法,这样的结果就是扩容后链表会倒置,而hashmap.1.8在插入时使用尾插法,扩容时使用头插法,这样可以保证顺序不变。

三、CHM

concurrenthashmap也稍微提一下把,chm1.7使用分段锁来控制并发,每个segment对应一个segmentmask,通过key的hash值相与这个segmentmask得到segment位置,然后再找到具体的entry数组下标。

所以chm需要维护多个segment,每个segment对应一段数组。分段锁使用的是reetreetlock可重入锁实现,查询时不加锁。

1.8则放弃使用分段锁,改用cas+synchronized方式实现并发控制,查询时不加锁,插入时如果没有冲突直接cas到成功为止,有冲突则使用synchronized插入。

四、Linkedhashmap

在原来hashmap基础上将所有的节点依据插入的次序另外连成一个链表。用来保持顺序,可以使用它实现lru缓存,当访问命中时将节点移到队头,当插入元素超过长度时,删除队尾元素即可。

使用的时候先继承linkedhashmap或者直接使用linkedhashmap作为成员变量,然后重写removeEldestEntry方法即可,注意传入size参数,判断当元素个数超过size时返回true,表示可以删除就行了。

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