java学习日记 2022.7.7
这里写目录标题
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- Collection和Map的区别
- List，Set，Queue的区别
- 队列（Queue）和栈（Stack）的区别
- Array和ArrayList的区别
- ArrayList和LinkedList的区别
- ArrayList和Vector的区别（带一下CopyONWriteArrayList）
- Array怎么转换为ArrayList，ArrayList怎么转换为Array
- HashSet和TreeSet的区别
- HashMap和Hashtable的区别（带一下ConcurrentHashMap）
- HashMap和TreeMap的区别
- HaspMap的底层原理（数据结构+put()流程+resize()流程）
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- HashMap的底层实现，HashSet的底层实现
- HashMap的put方法的底层原理
- HashMap的resize()扩容方法的底层原理
- HashMap的长度为什么是2的幂次方
- 什么是哈希碰撞/哈希冲突，怎么解决哈希冲突，HashmMap采用的是什么策略
- HashMap为什么不直接使用key的HashCode()函数返回的哈希码作为落槽是的索引号，HashMap是怎么解决的呢
- == 和equals()方法的区别
- 为什么重写了hashcode()方法，必须重写equals()方法
- 锁和死锁
- 产生死锁的条件是什么（死锁产生的原因）
- 解决死锁
Collection和Map的区别
Collection和Map是官方提供的集合容器的两大体系的顶层接口
Collection代表单元素集合体系
Map代表kv键值对集合体系
Collextion接口继承了Iterable（迭代器）接口，所有的子类提供了迭代器的实现，Map体系没有
List，Set，Queue的区别
List，Set，Queue都是Callection体系下的子接口，分别代表三个体系
List体系的特点是有序，不唯一
Set体系的特点是无序，唯一
Queue体系的特点是先入先出
队列（Queue）和栈（Stack）的区别
队列是一种FIFO（FIrst in FIrst Out）先入先出的结构
栈是一红FILO（First in Last Out）陷入后厨的结构
Java集合体系中的LinkedLast类可以实现队列和栈结构
在链表头部插入尾部取出或者尾部插入头部取出就是队列（插入和取出在不同方向上进行）
在链表头部插入头部取出或者尾部插入尾部取出就是栈（插入和取出在相同方向上进行）
Array和ArrayList的区别
Array是数组，ArrayList是类
Array是定长的（需要手动扩容），ArrayList长度可变（使用过程中自动扩容）
ArrayList的底层是Array
ArrayList和LinkedList的区别
底层数据结构实现：ArrayList底层数据结构是动态数组，而LinkedList的底层数据结构是双向链表
随机访问（即读）效率：ArrayList比LinkedList在随机访问的时候效率要高，因为ArrayList底层是数组，
可以通过索引号快速访问，LinkedList是通过二分查找法遍历链表节点进行查找
增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为ArrayList
增删操作需要大量的前移或后移，这个过程中涉及到大量的赋值操作比较耗时间，LinkedList只需要修改节点对象的左右指针即可。
内存空间占用:LinkedList 比 ArrayList更占内存，因为 LinkedList
的节点除了存储数据，还存储了两个引用，一个指向前一个元素,一个指向后一个元素。
综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。
ArrayList和Vector的区别（带一下CopyONWriteArrayList）
ArrayList是线程不安全的，Vector是线程安全的，ArrayList中所有的方法都没有加同步锁，Vector中所有的方法都加了synchronized同步锁，官方在JDK1.5版本中又推出了一个CopyOnWriteArrayList，使用了Lock锁实现线程安全，然后弃用了Vector，因为Lock锁的性能比synchronized锁的性能更好。
在并发编程中，如果多个线程共享一个ArrayList，那么必须考虑线程安全的问题，可以自己在代码中对ArrayList操作代码加锁，或者直接用线程安全的CopyOnWriteArrayList
在不考虑线程安全环境的前提下，ArrayList性能更好，因为加锁开锁是很耗费性能的。
Array怎么转换为ArrayList，ArrayList怎么转换为Array
Arrays.asList()官方提供的数组工具类Arrays中提供了一个静态方法asList()可以把数组转换为List，参数是数组，返回值是List
ArrayList类中提供了toArray成员方法，可以把ArrayList转换为Array后进行返回
HashSet和TreeSet的区别
HashSet和TreeSet都是Set接口下面的子类
HashSet的底层是HashMap，他将数据存储在HashMap的key中
HashSet是无序的，唯一的，因为HashMap的key是无序，唯一的
TreeSet的底层是TreeMap，他将数据存储在TreeMap的key中
TreeSet是有序的，唯一的，因为TreeMap的key是有序，唯一的
HashMap和Hashtable的区别（带一下ConcurrentHashMap）
HashMap是线程不安全的，Hashtable是线程安全的，HashMap中所有的方法都没有加同步锁，Hashtable中所有的方法都加了synchronized同步锁，官方在JDK1.5版本中又推出了一个CopyOnWriteArrayList，使用了Lock锁实现线程安全，然后弃用了Hashtable，因为Lock锁的性能比synchronized锁的性能更好。
在并发编程中，如果多个线程共享一个HashMap，那么必须考虑线程安全的问题，可以自己在代码中对HashMap操作代码加锁，或者直接用线程安全的CopyOnWriteArrayList
在不考虑线程安全环境的环境下，HashMap性能更好，因为加锁开锁是很耗费性能的。
对Null key支持：HashMap支持key为null，但只能有一个，Hashtable不支持。会直接跑NPE，HashMap 和 Hashtable支持value违抗，不限制个数
ConcurrentHashMap得key和value都不支持null
HashMap在1.8以后，设置了阈值 = 8，当链表长度唱过阈值的时候，会转化为红黑树以减少检索时间；Hashtable被弃用了，没有更新
初始容量大小和扩容容量大小的区别：
HashMap默认初始容量是16，扩容策略是原来的2倍
Hashtable默认初始容量是11，扩容策略是原来的2n+1
HashMap如果手动指定了初始容量，不是2的n次方，他也会找到最近的一个2的n次方作为初始容量
Hashtable如果手动指定了初始容量，会直接使用给定的大小
Hashtable采用的锁全表机制，ConcurrentHashMap采用了分段锁的设计，锁力度更细，性能更好
HashMap和TreeMap的区别
HashMap底层是数组+链表/红黑树，key是无序的，唯一的
TreeMap底层是红黑树，key是有序的，唯一的
HashMap的性能比TreeMap更好，但如果需要一个有序的key集合，需要使用Treemap
HaspMap的底层原理（数据结构+put()流程+resize()流程）
HashMap的底层实现，HashSet的底层实现
HashMap在JDK1.8之前是数组+链表，JDK1.8之后是数组+链表/红黑树
HashSet的底层是HashMap
HashMap的put方法的底层原理
1.根据数组中节点为null，创建新的节点对象，把k, v存储在节点对象中，把节点对象存储在数组中。
2.如果数组的节点不为null，判断节点的key与插入元素的key是否相等。
1.相等，直接用新的k,v覆盖原节点中的k,V。
2.不相等,判断此时节点是否为红黑树。
1.是红黑树，创建红黑树节点对象存储k,V,插入到红黑树中。
2.不是红黑树，创建链表节点对象存储k,v，插入到链表中,判断链表长度是否大于阈值8。
3.判断++size是否大于阈值,是就扩容。
HashMap的resize()扩容方法的底层原理
HashMap默认初始容量是16
resize()方法是在hashmap中的size大于阈值时或者初始化时，就调用resize方法进行扩容每次扩容的时候始终是原数组长度的2倍,即长度永远是2的n次方
扩容后节点对象的位置要么在原位置,要么偏移到两倍的位置
HashMap的长度为什么是2的幂次方
为了能让HashMap存取高效，尽量较少碰撞，也就是要尽量把数据分配均匀，每个链表/红黑树长度大致相同。这个实现就是把数据存到哪个链表/红黑树中的算法。
什么是哈希碰撞/哈希冲突，怎么解决哈希冲突，HashmMap采用的是什么策略
如果有两个字符串通过同样哈希算法计算出来的哈希码是一样的，则称他们发生了哈希碰撞/哈希冲突，哈希冲突解决方法：
开地址法
再哈希法
拉链法（链地址法）HashMap默认使用的就是这种
建立公共溢出区
HashMap为什么不直接使用key的HashCode()函数返回的哈希码作为落槽是的索引号，HashMap是怎么解决的呢
这题也可以这样问”HashMap的底层是如何让计算key落槽时的索引的“
hashCode()方法返回的是int整数类型，其范围为-(2 ^ 31)~(2 ^ 31 - 1)，约有40亿个映射空间，而HashMap的容量范围是在16（初始化默认值）~2 ^ 30，HashMap通常情况下是取不到最大值的，并且设备上也难以提供这么多的存储空间，从而导致通过hashCode()计算出的哈希值可能不在数组大小范围内，进而无法匹配存储位置；
HashMap自己实现了自己的hash()方法，通过两次扰动使得它自己的哈希值高低位自行进行异或运算，降低哈希碰撞概率也使得数据分布更平均；
== 和equals()方法的区别
= =和equals都可以用来比较，语法时a = = b 或者 a.equals(b)
= =比较的内存地址
equals()方法时Object类中方法，可以被任意类继承或重写，通过看观法Object类源码知道equals()方法默认也是用==比较内存地址
如果想要修改equals()方法的比较规则，可以重写equals()方法
String类就重写equals()方法的比较规则，由默认的比较两个字符串对象的地址，修改为比较字符串中每个字符是否相等。
因为堆区中可能会出翔两个一模一样的字符串对象，但内存地址不一样，使用字符串的比较用equals方法，否则可能会出现两个内容一模一样的字符串，因为地址不一样比较后出现不相等的情况。
为什么重写了hashcode()方法，必须重写equals()方法
HashMap的底层采用了key的Hashcode()来计算数组的索引index
如果数组[index]为空说明key不存在，直接落槽插入
如果数组[index]部位null说明该位置由key存在，但不能一定说明已存在的key与要插入的key重复，因为可能会发生哈希碰撞，此时应该进一步用equals方法比较已存在的key与要插入的key是否相等，如果相等就说明一定时重复的，应该覆盖，如果不相等，说明发生了哈希碰撞，那么应该插入在链表
重写equals方法的目的时为了不去比较这两个对象的内存地址，改为比较对象的内容，如果一个类重写了equals，没有重写hashcode，就可能出现两个地址不同的对象equals比较相等，但是hashcode比较不相等，这样会为法HashMap方法，且必须满足两个对象equals相等，Hashcode也必须相等
锁和死锁
锁是Java中用来保证线程操作原子性的一种机制
锁是数据库中用来保证事物操作性的一种机制
Java中的锁有 synchronized 和 Lock 锁
synchronized 是关键字，可以锁代码块，也可以锁方法
Lock 是类（官方推荐)，只能锁代码块
我们把数据类型分未线程安全类型和线程不安全类型
如果一个数据类型需要我们自己手动加锁来保证其操作的原子性，那么他就是线程不安全的数据类型
如果一个数据类型能够自己在方法中加锁来保证其操作的原子性，那莪他就是线程安全的数据类型
线程不安全线程安全ArrayList1.Vector 2.CopyOnWriteArrayListHashMap1.Hashtable 2.ConcurrentHashMapString,StringBuilderStringBufferint,IntegerAtomicInteger其他…
产生死锁的条件是什么（死锁产生的原因）
互斥条件：锁要具有排他性，在同一时刻，锁只能被一个线程持有
请求与保持条件：一个线程因为请求其他资源被阻塞时，对已获取的资源保持不释放
不剥夺条件，一个线程没有主动开锁释放资源之前，是布恩那个被其他线程前行剥夺的
循环等待条件：A线程持有资源a的锁，B线程持有资源b的锁，在互相不释放自己持有的锁情况下，去请求对方持有的锁，这时候会形成双方循环等待，造成永久阻塞
解决死锁
破坏任意一个条件即可
破坏互斥条件：用共享锁（只能用于读），在同一时刻，锁可以被多个线程持有
破坏请求与保持条件：一次性申请所有的资源
破坏不剥夺条件：一个线程因为请求其他资源被阻塞时，主动释放已获取的资源
破坏循环等待条件：所有的线程按照同样的顺序请求资源