面试中集合相关问题（补充ing.....）

面试中集合相关问题（补充ing.....）

一、HashMap和Hashtable的区别

HashMap和Hashtable都实现了Map接口，但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。

1.区别

　　1）.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)。

　　2）.HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java
5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。

　　3）.另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。

　　4）.由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。

　　5）.HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

2.要注意的一些重要术语：

　　1）.sychronized意味着在一次仅有一个线程能够更改Hashtable。就是说任何线程要更新Hashtable时要首先获得同步锁，其它线程要等到同步锁被释放之后才能再次获得同步锁更新Hashtable。

　　2）. Fail-safe和iterator迭代器相关。如果某个集合对象创建了Iterator或者ListIterator，然后其它的线程试图“结构上”更改集合对象，将会抛出ConcurrentModificationException异常。但其它线程可以通过set()方法更改集合对象是允许的，因为这并没有从“结构上”更改集合。但是假如已经从结构上进行了更改，再调用set()方法，将会抛出IllegalArgumentException异常。

　　3）.结构上的更改指的是删除或者插入一个元素，这样会影响到map的结构。

　　我们能否让HashMap同步？

　　HashMap可以通过下面的语句进行同步：
　　Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

3.结论

　　Hashtable和HashMap有几个主要的不同：线程安全以及速度。仅在你需要完全的线程安全的时候使用Hashtable，而如果你使用Java 5或以上的话，请使用ConcurrentHashMap吧。

二、HashMap和LinkedHashMap的区别

1. LinkedHashMap概述

　　1）.LinkedHashMap是HashMap的一个子类，它保留插入的顺序，如果需要输出的顺序和输入时的相同，那么就选用LinkedHashMap。

　　2）.LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现，具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

　　3）.LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于，后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序，该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。

　　注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问链接的哈希映射，而其中至少一个线程从结构上修改了该映射，则它必须保持外部同步。

　　根据链表中元素的顺序可以分为：按插入顺序的链表，和按访问顺序(调用get方法)的链表。

　　默认是按插入顺序排序，如果指定按访问顺序排序，那么调用get方法后，会将这次访问的元素移至链表尾部，不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。 可以重写removeEldestEntry方法返回true值指定插入元素时移除最老的元素。

　　

2. LinkedHashMap的实现

　　对于LinkedHashMap而言，它继承与HashMap、底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似，它通过重写父类相关的方法，来实现自己的链接列表特性。

3.总结

　　HashMap和LinkedHashMap区别在于HashMap是无序的，LinkedHashMap是有序的。在使用HashMap时，要根据实际情况选择最优的解决方案，降低性能和空间上的浪费。

三、HashMap、SynchronizedMap、ConcurrentHashMap底层实现和区别

1.HashMap是线程不安全的

　　使用transient数组对象table保存键值对（静态的内部类Entry）链表的集合。

　　既然使用数组就会涉及到扩容，默认容量大小为16，扩容因子为0.75，自定义容量大小也只能是大于输入值的最小2的n次方，以便于提高内部操作效率。

　　使用散列表的方式来高效的存取数据，根据键Key的HashCode计算出的hash值，存储到数组相应下标的链表中。

 

2.SynchronizedMap是线程安全的

　　使用装饰器模式对普通的map接口的实现类实例进行装饰　　

　　SynchronizedMap持有map接口的实现类实例，并对其方法添加synchronized关键字，以达到线程安全的目的。

　　虽然HashTable与SynchronizedMap都使用synchronized同步锁实现线程安全。

　　但他们的意义不同，hashtable是独立实现功能的一个类，关注于实现内部数据结构等细节功能；

　　而SynchronizedMap是一个装饰map接口的实现类实例的装饰者，他关注于装饰实例的方法到同步代码块中。

 

3.ConcurrenthasHmap是线程安全的

　　使用final数组sengments对象保存分段的键值对集合（继承于ReentrantLock的static
final修饰的内部类Segment）集合。

　　使用数组仍然会涉及到扩容，默认分段等级为16，容量大小为16，每个子容器大小为容量大小除以分段等级，扩容因子为0.75。

　　Segment是一个线程安全的键值对集合，使用了ReentrantLock解决并发问题，并且ConcurrentHashMap使用了分段的技术提高了N（分段的段数）倍效率。

　　ConcurrentHashMap散列了两次，第一次散列成多个的线程安全的键值对集合，第二次散列成多个键值对链表。

　　两次散列的hash值都是根据键Key计算出来的，所以两次散列计算hash值方法必须是不相同。

四、ArrayList、LinkedList、Vector的区别

1.LinkedList类

　　LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈　　（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
　　注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
　　　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

2.ArrayList类

　　ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
　　size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
　　每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
　　和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

3.Vector类

　　Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。