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2022面试题集锦

时间:2023-08-09
文章目录

HashMap篇

1.hashMap的底层原理(数据结构)2.HashMap1.7和1.8的版本对比3.HashMap与ConcurrentHashMap4.HashMap和TreeMap的比较5.HashSet底层原理6.HashTable7.linkedHashMap List篇

ArrayList的底层实现ArrayList与linkedList的区别ArrayList与linkedList线程不安全问题 Set篇

Set的底层结构 HashMap篇 1.hashMap的底层原理(数据结构)

hashMap是Map接口下实现对键值对存储的一种常用方式,其根据将key通过哈希的方式转化为自身的hashcode,通过hashcode存储到相应的内存地址中,提升了查找的效率

在JDK1.7之前,HashMap底层是数组加链表的形式,1.8之后,HashMap的底层实现是数组+链表+红黑树形式的,底层数组的容量为16,数组的扩容采用的是2倍的扩容,负载因子为0.75,也就是说元素个数为数组容量的0.75时,就要对数组容量进行两杯的扩容,而为了解决hash碰撞,数组中的元素是单向链表类型,当链表长度达到了7或8时(当前数组扩容到了64)时,会将链表转化为红黑树提升性能,当链表长度缩小为6时,红黑树又会转化为单向链表

2.HashMap1.7和1.8的版本对比

1.7使用了头插法,1.8及之后使用的是尾插法,1.7采用头插法容易出现逆序且环形链表死循环的问题,1.8之后加入了红黑树结构,能够有效避免这个问题扩容后的数据存储方式不一样,在插入时,1.7先判断是否需要扩容,再插入,1.8先进行插入,插入完成再判断是否需要扩容扩容的时候1.7需要对原数组元素进行rehash定位在新数组的位置,1.8在扩容时,会建立一个新数组,然后将旧数组中的数据转移到新数组,旧数组的数据会与扩容的长度进行与操作,判断节点在新数组中的位置是否等于旧数组的位置,还是等于旧数组中的位置+旧数组的长度 3.HashMap与ConcurrentHashMap

hashMap是非线程安全的,意味着多线程情况下不能对Map进行修改操作,甚至会因为并发插入元素导致链表成环,导致寻找时发生死循环

Collections工具类将Map转化为线程安全的实现,通过一个包装类,该包装类是基于synchronized关键字来保证线程安全的,而hashTable底层采用的是互斥锁,性能和吞吐量比较低,ConcurrentHashMap的实现细节,使用了一个全局锁来锁住自己,采用了减少锁粒度的方法,减少因为竞争锁而导致的阻塞与冲突

4.HashMap和TreeMap的比较

TreeMap基于红黑树结构的NavigableMap实现,其类继承关系如下
其映射根据其键的自然顺序进行排序,或者根据创建时的Comparator进行排序,此实现不是同步的,如果要保证同步,需要使用Collections.synchronizedSortedMap包装TreeMap类

5.HashSet底层原理

HashSet基于HashMap实现,是一个不允许有重复元素的集合,并且其允许有null值,HashSet是无序的,不会记录插入的顺序,同时也是线程不安全的,其实现了Set接口

6.HashTable

HashTable与HashMap类似,他继承至Dictionary类,不同的是它不允许记录的键或者值为空,是线程安全的,但是这也导致HashTable在写入时会比较慢

7.linkedHashMap

linkedHashMap是HashMap的一个子类,保证了记录的插入顺序,底层是散列表+双向链表实现的,在遍历linkedHashMap时,得到的记录肯定是先插入的,但是遍历的速度相比于HashMap要慢很多

List篇 ArrayList的底层实现

基于动态数组的形式,并且具备随机访问,删除,增加功能,其初始化是一个空数组,当真正对数组进行添加元素时,才开始分配容量,当向ArrayList中添加第一个元素时,数组默认扩容为10,当需要扩容时,ArrayList每次都以1.5倍大小来进行扩容,如果新扩容的容量仍然小于最小需要容量,则将最小需要容量分配给数组的新容量,如果新的容量已经大于最大容量减8,则会抛出OOM

ArrayList与linkedList的区别

ArrayList基于数组,linkedList基于双向链表ArrayList通过数组下标确定位置,查找快O(1),linkedList需要按顺序遍历O(n)ArrayList增加和删除元素慢(需要重新申请内存和移动数组),linkedList增加和删除元素快(直接修改指针位置即可) ArrayList与linkedList线程不安全问题

使用Collections.synchronizedList将线程不安全的List类包装为线程安全的List,相比于Vector有着更好的扩展性和兼容性,但是由于使用了同步锁synchronized,吞度量上略显不足使用线程安全的集合,基于“读写分离”的思想,如使用java.util.cocurrent下的CopyOnWriteArrayList类,采用的是复制底层数组的方式来实现写操作,当线程对此类集合执行写入操作时,集合会在底层复制一份数组副本,所有的写操作都是在副本上进行的,需要加锁,而读操作全部在主体上,无需加锁,保证了线程的安全也提升了线程同步的效率 Set篇 Set的底层结构

set接口时Collection接口的一个子接口,是无序的,set中不包含重复的元素,也就是说set中不存在两个这样的元素a1.equals(a2)结果为true。又因为Set接口提供的数据结构是数学意义上的集合概念的抽象,因此他支持对象的添加和删除

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