一、HashMap

1.存储结构的理解

• Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所的key —> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例)
• Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所的value —>value所在的类要重写equals()
• 一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
• Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所的entry

2.常用方法

• 添加：put(Object key,Object value)
• 删除：remove(Object key)
• 修改：put(Object key,Object value)
• 查询：get(Object key)
• 长度：size()
• 遍历：keySet() / values() / entrySet()

3.内存结构说明

1>HashMap在JDK 7.0中的实现原理

HashMap map = new HashMap():
在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
…可能已经执行过多次put…
map.put(key1,value1):
首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。

如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：

如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：

如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
如果equals()返回true:使用value1替换value2。

补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原的数据复制过来。

2>HashMap在JDK 8.0中相较于JDK 7.0在底层方面实现的不同

1. new HashMap():底层没创建一个长度为16的数组
2. dk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
4. jdk7底层结构只：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
   4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
   4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

3>HashMap底层典型属性的说明：

• DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
• DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
• threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
• TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
• MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

4.底层有数组，为啥需要链表，链表又是怎么样子的呢？

数组⻓度是有限的，在有限的⻓度⾥⾯我们使⽤哈希，哈希本身就存在概率性，使用hash有⼀定的概率会⼀样，那就形成了链表。

5.头插法和尾插法，为什么使用尾插法

java8之前是头插法，就是说新来的值会取代原有的值，原有的值就顺推到链表中去，因为写这个代码的作者认为后来的值被查找的可能性更⼤⼀点，提升查找的效率。
Java7在多线程操作HashMap时可能引起死循环，原因是扩容转移后前后链表顺序倒置，在转移过程中修改了原来链表中节点的引⽤关系。
Java8在同样的前提下并不会引起死循环，原因是扩容转移后前后链表顺序不变，保持之前节点的引⽤关系。
改用尾插法的原因：（因为是新数据指向旧数据，所以扩容时有可能导致新数据先插入到链表，旧数据再插到新数据前，使旧数据指向新数据）

6.扩容方法

1. 创建⼀个新的Entry空数组，⻓度是原数组的2倍。
2. 遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组。
   为什么要hash？是因为扩容之后hash的规则也随之改变

二、面试题

1. HashMap和HashTable区别

1. 线程安全性不同
   HashMap是线程不安全的，HashTable是线程安全的，其中的方法是Synchronize的，在多线程并发的情况下，可以直接使用HashTabl，但是使用HashMap时必须自己增加同步处理。
2. 是否提供contains方法
   HashMap只有containsValue和containsKey方法；HashTable有contains、containsKey和containsValue三个方法，其中contains和containsValue方法功能相同。
3. key和value是否允许null值
   Hashtable中，key和value都不允许出现null值。HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。
4. 数组初始化和扩容机制
   HashTable在不指定容量的情况下的默认容量为11，而HashMap为16，Hashtable不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂，而HashMap则要求一定为2的整数次幂。
   Hashtable扩容时，将容量变为原来的2倍加1，而HashMap扩容时，将容量变为原来的2倍。

2. TreeSet和HashSet区别

HashSet是采用hash表来实现的。其中的元素没有按顺序排列，add()、remove()以及contains()等方法都是复杂度为O(1)的方法。
TreeSet是采用树结构实现（红黑树算法）。元素是按顺序进行排列，但是add()、remove()以及contains()等方法都是复杂度为O(log (n))的方法。它还提供了一些方法来处理排序的set，如first()，last()，headSet()，tailSet()等等。

3. String buffer和String build区别

1、StringBuffer与StringBuilder中的方法和功能完全是等价的。
2、只是StringBuffer中的方法大都采用了 synchronized 关键字进行修饰，因此是线程安全的，而StringBuilder没有这个修饰，可以被认为是线程不安全的。
3、在单线程程序下，StringBuilder效率更快，因为它不需要加锁，不具备多线程安全而StringBuffer则每次都需要判断锁，效率相对更低

4. Final、Finally、Finalize

final：修饰符（关键字）有三种用法：修饰类、变量和方法。修饰类时，意味着它不能再派生出新的子类，即不能被继承，因此它和abstract是反义词。修饰变量时，该变量使用中不被改变，必须在声明时给定初值，在引用中只能读取不可修改，即为常量。修饰方法时，也同样只能使用，不能在子类中被重写。
finally：通常放在try…catch的后面构造最终执行代码块，这就意味着程序无论正常执行还是发生异常，这里的代码只要JVM不关闭都能执行，可以将释放外部资源的代码写在finally块中。
finalize：Object类中定义的方法，Java中允许使用finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在销毁对象时调用的，通过重写finalize() 方法可以整理系统资源或者执行其他清理工作。

5. ==和Equals区别

== : 如果比较的是基本数据类型，那么比较的是变量的值
如果比较的是引用数据类型，那么比较的是地址值（两个对象是否指向同一块内存）
equals:如果没重写equals方法比较的是两个对象的地址值。
如果重写了equals方法后我们往往比较的是对象中的属性的内容