面试汇总——JavaSE——集合（二）

根据牛客网的面试经验的题进行的汇总，里面的内容是看别人的博客或者其东西进行汇总的，将这些的知识总结一下，方便自己查看和复习用
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集合（二）

JAVA集合

请解释为什么集合类没有实现Cloneable和Serializable接口？

像这些接口只要专注于自己的抽象功能即可，具体的实现操作则是由各自的实现类去完成的

请说明Java集合类框架的基本接口有哪些？

• Collection

  • List：有序的集合
  • Set：无序且不重复的集合

• Map：键值对，键不能重复

JAVA内存模型

请你说明一下ConcurrentHashMap的原理？

ConcurrentHashMap是将HashMap由线程不安全变为线程安全

• JDK1.7

  • 数组+Segment+分段锁

  • 在JDK1.7中ConcurrentHashMap主要是由Segment组成，又因为Segment继承于ReentrantLock，所以每个Segment都有一把锁（分段锁），当访问不同分段锁中的数据时，不会相互影响

  • static class Segment<K, V> extends ReentrantLock implements Serializable 
    

  • 定位一个元素要两次hash，第一次hash定位到Segment，第二次hash定位到元素所在链表的头部

• JDK1.8

  • 数组+链表+红黑树（数组容量>64 && 链表长度>8）【红黑树的查找能力O(logn)】

  • class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;//key的hash值
        final K key;//key值
        volatile V val;//value（保证可见性）
        volatile Node<K,V> next;//下一个节点（保证可见性）
    }
    

ReentrantLock 与synchronized区别

• ReentrantLock又叫可重入锁，同时还支持获取锁的公平和非公平性选择
  • 公平性：是指当线程a进行访问时，此时内部有个计数器num+1，如果此时来了线程b，c那么就是处在等在状态，（此时b处于待唤醒状态），当a再次请求资源，计数器变加1变为num=2，可以不用排队，直接使用，使用完后释放所有锁时num=0，此时唤醒b
  • 非公平性：当a使用资源时，b等待，a使用完资源释放后，此时c获取请求，竞争资源，c抢占成功，b继续等待。非公平锁根据每个线程对资源的强制能力来获取资源
• synchronized：当a使用资源时，b等待，a使用完资源释放后，b才能使用

请解释一下TreeMap?

key不能为null

• 是一个BST

• 根结点和Null都是黑色的

• 如果一个子结点是红色的，那么它的子结点一定是黑色的，其父结点也是黑色的

• 结点要么是黑色的要么是红色的

public class TreeMap<K, V> extends AbstractMap<K, V> implements NavigableMap<K, V>, Cloneable, Serializable 

private final Comparator<? super K> comparator;//私有比较器
private transient TreeMap.Entry<K, V> root;//根节点
private transient int size = 0;//长度
private transient int modCount = 0;
private transient TreeMap<K, V>.EntrySet entrySet;
private transient TreeMap.KeySet<K> navigableKeySet;
private transient NavigableMap<K, V> descendingMap;
private static final Object UNBOUNDED = new Object();
private static final boolean RED = false;
private static final boolean BLACK = true;
private static final long serialVersionUID = 919286545866124006L;

• 其内部都是Entry

• TreeMap.Entry

• static final class Entry<K, V> implements java.util.Map.Entry<K, V> {
      K key;
      V value;
      TreeMap.Entry<K, V> left;//左结点
      TreeMap.Entry<K, V> right;//右结点
      TreeMap.Entry<K, V> parent;//父结点
      boolean color = true;//默认为黑色
  }
  

• Map.Entry

• public interface Entry<K, V> {
      K getKey();//获取key
  
      V getValue();//获取value
  
      V setValue(V var1);//设置value
  
      boolean equals(Object var1);
  
      int hashCode();
  }
  

TreeMap是对封装好的Entry进行操作

• Map.Entry
  • getValue() setValue(V value) getKey() equals() hashCode()
• TreeMap.Entry
  • isEmpty() Comparator() put()
    • put()是给TreeMap中添加元素
      • 首先判断root是否为空
        • 为空，直接添加新结点，size++
        • 不为空
          • 看比较器是否存在
            • 存在，调用比较，<0,指向左边
            • 否则，指向右边；<=0时，即key相同，setValue
            • 不存在
            • 创建Comparable；比较同理

集合

请说明ArrayList是否会越界？

在添加元素时会有下标越界

请你说明concurrenthashmap有什么优势以及1.7和1.8区别？

因为hashMap在并非情况下是不安全的，但是concurrenthashmap在并发状况下时安全的

• 1.7
  • 数组+链表+分段锁
  • 当进入不同的Segment时，不会有影响，这就是分段锁
• 1.8
  • 数组+链表+红黑树（容量>64&&长度>8）
  • 当链表的长度过长，性能会下降，所以此时采用红黑树

请你说明一下TreeMap的底层实现？

• put()
  • 首先定义一个var3指向root
  • 先判断root是否存在，不存在，创建一个；存在—>判断比较器是否为空，不为空，比较，判断返回值大小，<0,var3=var3.left，否则var 3=var3.right,若相等，更新value—>比较器为空，先创建Comparable,后面同理

请你说明ConcurrentHashMap锁加在了哪些地方？

key和value都不能为null

• JDK1.7中的Segment数组继承ReetrenLock，锁的是每一个Segment数组，当访问的数据不在同一个Segment中，则不会发生冲突
• JDK1.8用CAS和synchronized保证线程并发

请你解释HashMap的容量为什么是2的n次幂？

通过tab[i = (n - 1) & hash]公式计算得出hash值，在进行&运算时，产生的冲突较少，可以用16和15来和0-10(hash值)进行&运算，看其hash值与原来的hash值发生冲突的概率

请你简单介绍一下ArrayList和LinkedList的区别，并说明如果一直在list的尾部添加元素，用哪种方式的效率高？

• ArrayList
  • 是动态数组的数据结构
  • 对于查询元素更加高效
• LinkedList
  • 是双向链表的数据结构
  • 对于插入和删除元素更加高效

如果一直在尾部添加元素，用LinkedList更加高效

如果hashMap的key是一个自定义的类，怎么办？

要重写hashcode()和equals()

请你解释一下hashMap具体如何实现的？

1. 先计算key的hash值，如果没有一样的，直接将value插入
2. 如果有一样的hash值，将其value以链表或红黑树的形式插入

请你说明一下Map和ConcurrentHashMap的区别？

hashMap和ConcurrentHashMap区别

• hashMap在多线程的情况下是不安全的
• ConcurrentHashMap在JDK1.8中用CAS和synchronized来保证线程并发下的安全，并且在1.8中是通过数组+链表+红黑树实现的