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面試題002-Java-Java集合

目錄

  • 面試題002-Java-Java集合
    • 題目自測
    • 題目答案
      • 1. 說說 List,Set,Map 三者的區(qū)別?三者底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?
      • 2. 有哪些集合是線程不安全的?怎么解決呢?
      • 3. 比較 HashSet 、LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的異同?
      • 4. HashMap 和 Hashtable 的區(qū)別?HashMap 和 HashSet 區(qū)別? HashMap 和 TreeMap 區(qū)別?
      • 5. HashMap 的底層實現(xiàn)?
      • 6. HashMap 的長度為什么是 2 的冪次方?
      • 7. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的區(qū)別?
      • 8. ConcurrentHashMap 線程安全的具體實現(xiàn)方式/底層具體實現(xiàn)?
    • 參考資料

題目自測

  • 1. 說說 List,Set,Map 三者的區(qū)別?三者底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?
  • 2. 有哪些集合是線程不安全的?怎么解決呢?
  • 3. 比較 HashSet 、LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的異同?
  • 4. HashMap 和 Hashtable 的區(qū)別?HashMap 和 HashSet 區(qū)別? HashMap 和 TreeMap 區(qū)別?
  • 5. HashMap 的底層實現(xiàn)?
  • 6. HashMap 的長度為什么是 2 的冪次方?
  • 7. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的區(qū)別?
  • 8. ConcurrentHashMap 線程安全的具體實現(xiàn)方式/底層具體實現(xiàn)?

題目答案

1. 說說 List,Set,Map 三者的區(qū)別?三者底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?

答:List 有序、可以包含重復元素。主要實現(xiàn)類為 ArrayList 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為動態(tài)數(shù)組。
Set 無序,不可以包含重復元素。主要實現(xiàn)類為 HashSet 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為哈希表。
Map 存儲鍵值對,鍵不能重復,值可以重復。主要實現(xiàn)類為 HashMap 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為數(shù)組+鏈表/紅黑樹。

2. 有哪些集合是線程不安全的?怎么解決呢?

答:常見的線程不安全的集合類有 ArrayList,LinkedList,HashSet,TreeSet, HashMap,TreeMap等。
解決辦法有:1.使用concurrent包中的并發(fā)集合類,如ConcurrentHashMap等。
2.使用Collections類的靜態(tài)方法返回線程安全的集合。
3.使用synchroniza關(guān)鍵字對需要同步的代碼塊加鎖。

3. 比較 HashSet 、LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的異同?

答:相同點是這三個類都實現(xiàn)了Set接口,都提供了集合的基本操作,都是線程不安全的。
HashSet 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為哈希表,元素無序。
LinkedHashSet 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為鏈表和哈希表,元素按照插入順序排序,先進先出。
TreeSet 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為紅黑樹,按照自然排序或者通過Comparator自定義排序。

4. HashMap 和 Hashtable 的區(qū)別?HashMap 和 HashSet 區(qū)別? HashMap 和 TreeMap 區(qū)別?

答:
HashMap 和 Hashtable :

  • HashMap 線程不安全??梢源鎯σ粋€null鍵,和多個null值。初始容量為16,擴容時容量翻倍。
  • Hashtable 線程安全,其中的大部分方法使用synchronized關(guān)鍵字修飾。不可以存儲null鍵和值。初始容量為11,擴容時容量變?yōu)樵瓉淼?n+1。

HashMap 和 HashSet:

  • HashMap 存儲鍵值對,基于哈希表實現(xiàn)。
  • HashSet 僅存儲不重復的元素,基于HashMap實現(xiàn)。

HashMap 和 TreeMap:

  • HashMap 基于哈希表實現(xiàn),不保證順序,操作時間復雜度為O(1)。
  • TreeMap 基于紅黑樹實現(xiàn),按照自然排序或者通過Comparator自定義排序,操作時間復雜度為O(log n)。

5. HashMap 的底層實現(xiàn)?

答:它的底層是基于數(shù)組+鏈表、JDK8之后還包括紅黑樹來存儲鍵值對。
在存儲數(shù)據(jù)時,使用鍵的hashCode方法計算哈希值,通過哈希值確定元素在數(shù)組中的位置。HashMap會根據(jù)數(shù)組的占用情況自動的調(diào)整容量,當超過閾值時,會進行擴容,大小為原來的兩倍,并將舊數(shù)組的所有元素重新計算哈值后放入新數(shù)組。如果該位置為空就直接插入,否則就檢查鏈表或者紅黑樹,如果鏈表中已經(jīng)存在相同的鍵,就更新對應的值,如果不存在相同的鍵,則插入新節(jié)點,JDK8以后當鏈表長度超過閾值8時,就將鏈表轉(zhuǎn)為紅黑樹。

6. HashMap 的長度為什么是 2 的冪次方?

答:HashMap的長度為2的冪次方,主要是為了簡化索引計算、減少哈希沖突和提高性能。通過位運算代替取模運算,可以更高效地計算數(shù)組索引,并確保哈希值的均勻分布。

7. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的區(qū)別?

答:兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在實現(xiàn)線程安全的方式上不同
Hashtable 使用單一鎖機制,使用synchronized關(guān)鍵字來實現(xiàn),適用于低并發(fā)場景。
ConcurrentHashMap 采用了一種更復雜的機制,包括CAS操作、分段鎖和sychronized相結(jié)合的方式來實現(xiàn)線程安全,提供更高的并發(fā)性能。

8. ConcurrentHashMap 線程安全的具體實現(xiàn)方式/底層具體實現(xiàn)?

答:在JDK1.7及之前,采用分段鎖機制,它通過將整個Map分成多個Segment,每個Segment都有自己的鎖,從而允許多線程同時訪問不同的Segment。
在JDK8及以后取消了Segment,采用synchronized和CAS操作直接對哈希表中的節(jié)點進行操作,通過更加細粒度的鎖,保證了高效的并發(fā)訪問。

參考資料

  • JavaGuide
  • 牛客網(wǎng)-Java面試寶典
http://www.risenshineclean.com/news/54871.html

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