java面试中集合框架问题汇总

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Java集合框架图一览：

一、ArrayList扩容机制

ArrayList底层采用Object类型的数组实现，当使用不带参数的构造方法生成ArrayList对象时，实际上会在底层生成一个长度为10的Object类型数组。

/** 
     * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the 
     * number of elements specified by the minimum capacity argument. 
     * 
     * @param minCapacity the desired minimum capacity 
     */  
    private void grow(int minCapacity) {  
        // overflow-conscious code  
        int oldCapacity = elementData.length;  
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);  
        if (newCapacity - minCapacity < 0)  
            newCapacity = minCapacity;  
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)  
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);  
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:  
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  
    }

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)

newCapacity 就是扩容的新组数大小。而扩容的大小是根据原有旧数组大小来决定的。

oldCapacity >>1。就是右移1位，这里会换算成二进制来进行。就是把十进制对应的数字换成二进制后往右边移一位。所以跟除以2差不多。所以扩容为原来的1.5倍。

但是右移一位的时候，如果非偶数，也就是说二进制数的最低位为1，则会舍弃，就成为了除2-1。对于CPU而言，右移一位要比除2快很多

二、HashMap为什么线程不安全？

先来了解一下HashMap的底层存储结构，HashMap底层是一个Entry数组，一旦发生Hash冲突的的时候，HashMap采用拉链法解决碰撞冲突，Entry内部的变量：

final Object key;
Object value;
Entry next;
int hash;

通过Entry内部的next变量可以知道使用的是链表，这时候我们可以知道，如果多个线程，在某一时刻同时操作HashMap并执行put操作，而有大于两个key的hash值相同，如图中a1、a2，这个时候需要解决碰撞冲突，而解决冲突的办法上面已经说过，对于链表的结构在这里不再赘述，暂且不讨论是从链表头部插入还是从尾部初入，这个时候两个线程如果恰好都取到了对应位置的头结点e1，而最终的结果可想而知，a1、a2两个数据中势必会有一个会丢失，如图所示：

可以看到扩容方法也不是同步的，通过代码我们知道在扩容过程中，会新生成一个新的容量的数组，然后对原数组的所有键值对重新进行计算和写入新的数组，之后指向新生成的数组。当多个线程同时检测到总数量超过门限值的时候就会同时调用resize操作，各自生成新的数组并rehash后赋给该map底层的数组table，结果最终只有最后一个线程生成的新数组被赋给table变量，其他线程的均会丢失。而且当某些线程已经完成赋值而其他线程刚开始的时候，就会用已经被赋值的table作为原始数组，这样也会有问题。

三、HashMap，put()与get()的复杂度为多少？

默认复杂度都为O(1)

四、HashMap与HashTable与ConcurrentHashMap之间的区别与关系

HashMap不是线程同步、线程不安全，不适合应用于多线程并发环境下，而ConcurrentHashMap是线程安全的集合容器
ConcurrentHashMap的设计有点特别，表现在多个线程操作上。它不用做外的同步的情况下默认同时允许16个线程读和写这个Map容器。因为其内部的实现剥夺了锁，使它有很好的扩展性。不像HashTable和Synchronized Map，ConcurrentHashMap不需要锁整个Map，相反它划分了多个段(segments)，要操作哪一段才上锁那段数据。
HashMap与HashTable——HashMap几乎可以等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。