460道Java后端面试高频题答案版【模块二：Java集合类】

写在前面

个人觉得 Java 集合类在面试过程中是个超高频的模块，所以一定要认真准备每个知识点。那么我个人学习这块知识点的方法是：

1、阅读源码：这一块的考点可以说就是看你对有没有阅读过集合类的源码以及对其的掌握程度。因为在平时的开发中几乎每天都在和集合类打交道，只有了解清楚它们底层的实现原理，才能在日常业务开发中选择合适的集合。可能会有人说阅读源码比较枯燥，看不下去，但是 Java 集合类的源码真的还好，并不像 Spring 的 AOP/IOC 那样复杂；2、做笔记：因为看完源码很快就会忘了，所以需要对关键的源码部分加以注释做成笔记，这里推荐写博客或者写在 github 仓库中，方便后面面试时复习；
3、看大佬们的源码分析文章：因为你看的可是 JDK 的源码，其中很多设计精妙之处不是“我等菜鸡”随便就可以看出来的，所以多看看大佬们的文章，肯定会有意外的收获；4、看面经：这个也是少不了的，了解面试官们问问题的方式和频率，可以有优先级的准备。

1、Java 中常用的容器有哪些？

常见容器主要包括 Collection 和 Map 两种，Collection 存储着对象的集合，而 Map 存储着键值对（两个对象）的映射表。

• Collection

• Set

1、TreeSet：基于红黑树实现，支持有序性操作，例如：根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSet，HashSet 查找的时间复杂度为 O(1)，TreeSet 则为 O(logN)。

2、HashSet：基于哈希表实现，支持快速查找，但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息，也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。

3、LinkedHashSet：具有 HashSet 的查找效率，且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。

• List

1、ArrayList：基于动态数组实现，支持随机访问。2、Vector：和 ArrayList 类似，但它是线程安全的。

3、LinkedList：基于双向链表实现，只能顺序访问，但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。不仅如此，LinkedList 还可以用作栈、队列和双向队列。

• Queue

1、LinkedList：可以用它来实现双向队列。2、PriorityQueue：基于堆结构实现，可以用它来实现优先队列。

• Map

1、TreeMap：基于红黑树实现。2、HashMap：基于哈希表实现。3、HashTable：和 HashMap 类似，但它是线程安全的，这意味着同一时刻多个线程可以同时写入 HashTable 并且不会导致数据不一致。它是遗留类，不应该去使用它。现在可以使用 ConcurrentHashMap 来支持线程安全，并且 ConcurrentHashMap 的效率会更高，因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。4、LinkedHashMap：使用双向链表来维护元素的顺序，顺序为插入顺序或者最近最少使用（LRU）顺序。

2、ArrayList 和 LinkedList 的区别？

ArrayList：底层是基于数组实现的，查找快，增删较慢；

LinkedList：底层是基于链表实现的。确切的说是循环双向链表（JDK1.6 之前是双向循环链表、JDK1.7 之后取消了循环），查找慢、增删快。LinkedList 链表由一系列表项连接而成，一个表项包含 3 个部分：元素内容、前驱表和后驱表。链表内部有一个 header 表项，既是链表的开始也是链表的结尾。header 的后继表项是链表中的第一个元素，header 的前驱表项是链表中的最后一个元素。补充：

ArrayList 的增删未必就是比 LinkedList 要慢：

1. 如果增删都是在末尾来操作【每次调用的都是 remove() 和 add()】，此时 ArrayList 就不需要移动和复制数组来进行操作了。如果数据量有百万级的时，速度是会比 LinkedList 要快的。
2. 如果删除操作的位置是在中间。由于 LinkedList 的消耗主要是在遍历上，ArrayList 的消耗主要是在移动和复制上（底层调用的是 arrayCopy() 方法，是 native 方法）。LinkedList 的遍历速度是要慢于 ArrayList 的复制移动速度的如果数据量有百万级的时，还是 ArrayList 要快。

3、ArrayList 实现 RandomAccess 接口有何作用？为何 LinkedList 却没实现这个接口？

1. RandomAccess 接口只是一个标志接口，只要 List 集合实现这个接口，就能支持快速随机访问。通过查看 Collections 类中的 binarySearch() 方法，可以看出，判断 List 是否实现 RandomAccess 接口来实行indexedBinarySerach(list, key) 或 iteratorBinarySerach(list, key)方法。再通过查看这两个方法的源码发现：实现 RandomAccess 接口的 List 集合采用一般的 for 循环遍历，而未实现这接口则采用迭代器，即 ArrayList 一般采用 for 循环遍历，而 LinkedList 一般采用迭代器遍历；

2. ArrayList 用 for 循环遍历比 iterator 迭代器遍历快，LinkedList 用 iterator 迭代器遍历比 for 循环遍历快。所以说，当我们在做项目时，应该考虑到 List 集合的不同子类采用不同的遍历方式，能够提高性能。

4、ArrayList 的扩容机制？

推荐阅读：

https://juejin.im/post/5d42ab5e5188255d691bc8d6

1. 当使用 add 方法的时候首先调用 ensureCapacityInternal 方法，传入 size+1 进去，检查是否需要扩充 elementData 数组的大小；
   
2. newCapacity = 扩充数组为原来的 1.5 倍(不能自定义)，如果还不够，就使用它指定要扩充的大小 minCapacity ，然后判断 minCapacity 是否大于 MAX_ARRAY_SIZE(Integer.MAX_VALUE - 8) ，如果大于，就取 Integer.MAX_VALUE；
   
3. 扩容的主要方法：grow；
   
4. ArrayList 中 copy 数组的核心就是 System.arraycopy 方法，将 original 数组的所有数据复制到 copy 数组中，这是一个本地方法。

5、Array 和 ArrayList 有何区别？什么时候更适合用 Array？

1. Array 可以容纳基本类型和对象，而 ArrayList 只能容纳对象；

2. Array 是指定大小的，而 ArrayList 大小是固定的。

什么时候更适合使用 Array：

1. 如果列表的大小已经指定，大部分情况下是存储和遍历它们；
   

2. 对于遍历基本数据类型，尽管 Collections 使用自动装箱来减轻编码任务，