Java面试题基础知识（收集）

Posted 2020-11-09 youdiaodaxue16

1.集合类：list和Set比较，各自的子类比较（Arraylist，Vector，inkedLIst，HashSet，TreeSet）

List:存入元素有序，元素可以重复，允许null值得存在，主要有3个实现类

　　linkedLIst：底层是双向链表，每一个结点都有指向前一个和后一个结点的指针。由于这种特性，他的特点就是增加和删除快，也因为他存储的元素在内存中不是连续存储，查找效率不及ArrayList

　　ArrayList:底层是动态数组，所以他的查找效率更高，但是由于增加的删除会涉及到元素的大规模移动，所以增加和删除效率会比ListedList低。有一个情况就是在数组的尾结点增加和删除，由于不涉及数组元素移动，效率也挺高的，下来就是他是线程不安全的

　　　　在多线程环境下，一个线程读，另一个线程写，会出现concurrentModifitionException,从而引起fail-fast机制。

　　Vector：他是线程安全的，在一些方法上面加synchronized，保证线程安全，但是在多线程环境下，由于会出现阻塞，所以效率会特别低下，在多线程环境下，要想保证效率可以使用线程安全的List，比如CopyOnArrayList。

Set：他最大额特点就是：集合元素不可以重复出现，用hashcode和equals方法进行去重判断。由于采用hash散列结构，元素也是无序的。不允许出现null值。他主要有两个实现类。

　　Hashset:他是按照散列结构进行存取的。所以存储效率比较高。（个人见解：他其实是对hashmap进行了一次封装。构造器中传入了一个hashmap）

　　TreeSet：他内部要么对元素实现一个Comparator接口，对元素进行排序，他的实现也是基于TreeMap实现的。

2.HashMap的底层实现，之后会问ConcurrentHashMap的底层实现

　　HashMap的底层实现原理：首先他的底层的数据结构是基于数组+链表实现的。这是hashmap1.7及其之前的在1.8中引入了红黑树。

　　　　重点是他对数组的存取过程：首先他存的是一个键值对。调用get方法时：他首先会计算key的hashcode的值，然后调用hash函数方法进行高位运算，得到他的哈数值，进行indexFor方法的调用，确定他在数组的具体位置，具体实现是hash值与上数组长度-1,。在put时他会首先判断，在计算出来的那个数组下标位置处有没有元素的存在，如果没有就插入，如果有的话，也就是出现hash冲突，那么就以该数组结点作为头结点，遍历后面的元素。如果出现key相同的话，那么进行对应的此key的value的修改，返回旧值。如果遍历结果没有key相同的话，就会进行头插。

　　下来就是说在插入的过程中可能会设计扩容的问题，就是hashmap实际存储的元素值大于最大的阈值，最大的阈值 = hashmap的初始容量 * 负载因子。一般情况下初始容量是16，负载因子是0.75，当然这个是可以变得。当出现这种情况，会把原来的数组长度变为员来的2倍。然后重进行key的hash计算，放到正确的位置上。

　　1.8在此基础进行了几点优化。1.就是在插入元素>8的时候，后面的链表会转化为红黑树

　　下来就是在进行高位运算的时候，处于对时间效率性能的考虑，1.7中计算hash值很复杂，进行三次亦或运算，在1.8中只进行一次 异或运算，异或上hash值 异或hash无符号右移16位。

　　就是在扩容的时候，1.7要重新计算元素的hash值，1.8进行优化，优化的结果是比如 原先的很多元素在数组下表为5的位置，那么扩容后，这些元素要么在原位置，要么在原位置上+原先数组长度的位置上，极大提高的扩容效率。下来就是还有几个细节的地方我　　记得好像onlyif什么的，我理解的这个就相当于一个标志位，在插入时，如果存在相同的key，如果这个标志位是ture，则可以进行覆盖，如果为false则不能进行覆盖。

再说他的get方法。在他进行get的时候，还是会进行hash运算和indexfor 的高位取模运算，确定他在数组中的下标位置，进行读取。

3.如何实现HashMap顺序存储：可以参考LinkedHashMap的底层实现
他有一个子类，就是LinkedHashMap，他可以保证元素在进行插入时的插入顺序。

4.HashTable和ConcurrentHashMap的区别
首先HashTable和Con都是线程安全的集合。
两者最大的区别就在于在对HashTable进行操作时，会锁住整张表，而Con引入了分段锁的概念，每一个段Segment是可重入锁，引入他的意义就在于 一个线程对这一段进行读操作的时候，其他线程也可以进行读操作但是不能进行写操作，在一个线程进行写操作时其他线程不能读也不能写。
就是说每一个Segment就相当于一个HahTable，线程对其进行操作不会锁住全表，只会锁住对应的Segment，提高了并发度。
这就是他主要的区别。

5.String,StringBuffer和StringBuilder的区别
String是用final修饰的，所以他是线程安全的，但是对字符串进行增删该的时候，他不会在原String的基础上进行修改，而是在新生成一个String，原先的String字符串还存在与jvm内存中，这样会造成很大的空间浪费。
StringBuffer和StringBuilder的出现就是解决这个问题，对字符串的修改是在原先的字符串上进行的， 不会新生成一个String。
SringBuffer和SringBuilder的区别在于：StringBuffer在多线程环境下是安全的，通过给方法加synchronized修饰，而StringBuilfder是线程不安全的，所以他的效率回避StringBUffer高。
我看过一点源码就是说 在实现StirngBuffer安全性的前提下，他的实现还是用的StringBuilder进行操作的。
应用方面的话：就是在单线程环境下，用StringBuilderxiaol会更高。在多线程环境下，用StringBuffer安全性会更高，相应的效率也会底下。