數據概覽
【List】
- Arraylist： Object數組
- Vector： Object數組
- LinkedList： 雙向循環鏈表
【Set】
- HashSet（無序，唯一）: 基於 HashMap 實現的，底層採用 HashMap 來保存元素
- LinkedHashSet： LinkedHashSet 繼承與 HashSet，並且其內部是通過 LinkedHashMap 來實現的。有點類似於我們之前說的LinkedHashMap 其內部是基於 Hashmap 實現一樣，不過還是有一點點區別的。
- TreeSet（有序，唯一）： 紅黑樹(自平衡的排序二叉樹。)
【Map】
- HashMap： JDK1.8之前HashMap由數組+鏈表組成的，數組是HashMap的主體，鏈表則是主要爲了解決哈希衝突而存在的（“拉鍊法”解決衝突）.JDK1.8以後在解決哈希衝突時有了較大的變化，當鏈表長度大於閾值（默認爲8）時，將鏈表轉化爲紅黑樹，以減少搜索時間
- LinkedHashMap: LinkedHashMap 繼承自 HashMap，所以它的底層仍然是基於拉鍊式散列結構即由數組和鏈表或紅黑樹組成。另外，LinkedHashMap 在上面結構的基礎上，增加了一條雙向鏈表，使得上面的結構可以保持鍵值對的插入順序。同時通過對鏈表進行相應的操作，實現了訪問順序相關邏輯。
- HashTable: 數組+鏈表組成的，數組是 HashMap 的主體，鏈表則是主要爲了解決哈希衝突而存在的
- TreeMap: 紅黑樹（自平衡的排序二叉樹）
1.Arraylist 與 LinkedList 異同
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是否保證線程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保證線程安全；
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底層數據結構： Arraylist 底層使用的是Object數組；LinkedList 底層使用的是雙向循環鏈表數據結構；
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插入和刪除是否受元素位置的影響： ① ArrayList 採用數組存儲，所以插入和刪除元素的時間複雜度受元素位置的影響。 比如：執行add(E e)方法的時候， ArrayList 會默認在將指定的元素追加到此列表的末尾，這種情況時間複雜度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和刪除元素的話（add(int index, E element)）時間複雜度就爲 O(n-i)。因爲在進行上述操作的時候集合中第 i 和第 i 個元素之後的(n-i)個元素都要執行向後位/向前移一位的操作。 ② LinkedList 採用鏈表存儲，所以插入，刪除元素時間複雜度不受元素位置的影響，都是近似 O（1）而數組爲近似 O（n）。
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是否支持快速隨機訪問： LinkedList 不支持高效的隨機元素訪問，而ArrayList 實現了RandmoAccess 接口，所以有隨機訪問功能。快速隨機訪問就是通過元素的序號快速獲取元素對象(對應於get(int index)方法)。
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內存空間佔用： ArrayList的空 間浪費主要體現在在list列表的結尾會預留一定的容量空間，而LinkedList的空間花費則體現在它的每一個元素都需要消耗比ArrayList更多的空間（因爲要存放直接後繼和直接前驅以及數據）。
2.HashMap 和 Hashtable 的區別
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線程是否安全： HashMap 是非線程安全的，HashTable 是線程安全的；HashTable 內部的方法基本都經過 synchronized 修飾。（如果你要保證線程安全的話就使用 ConcurrentHashMap 吧！）；
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效率： 因爲線程安全的問題，HashMap 要比 HashTable 效率高一點。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代碼中使用它；
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對Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作爲鍵，這樣的鍵只有一個，可以有一個或多個鍵所對應的值爲 null。。但是在 HashTable 中 put 進的鍵值只要有一個 null，直接拋出 NullPointerException。
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初始容量大小和每次擴充容量大小的不同 ： ①創建時如果不指定容量初始值，Hashtable 默認的初始大小爲11，之後每次擴充，容量變爲原來的2n+1。HashMap 默認的初始化大小爲16。之後每次擴充，容量變爲原來的2倍。②創建時如果給定了容量初始值，那麼 Hashtable 會直接使用你給定的大小，而 HashMap 會將其擴充爲2的冪次方大小。也就是說 HashMap 總是使用2的冪作爲哈希表的大小,後面會介紹到爲什麼是2的冪次方。
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底層數據結構： JDK1.8 以後的 HashMap 在解決哈希衝突時有了較大的變化，當鏈表長度大於閾值（默認爲8）時，將鏈表轉化爲紅黑樹，以減少搜索時間。Hashtable 沒有這樣的機制。
3.HashMap 的長度爲什麼是2的冪次方
爲了能讓 HashMap 存取高效，儘量較少碰撞，也就是要儘量把數據分配均勻，每個鏈表/紅黑樹長度大致相同。這個實現就是把數據存到哪個鏈表/紅黑樹中的算法。
這個算法應該如何設計呢？
我們首先可能會想到採用%取餘的操作來實現。但是，重點來了：“取餘(%)操作中如果除數是2的冪次則等價於與其除數減一的與(&)操作（也就是說 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方；）。” 並且 採用二進制位操作 &，相對於%能夠提高運算效率，這就解釋了 HashMap 的長度爲什麼是2的冪次方。
4.ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的區別
ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的區別主要體現在實現線程安全的方式上不同。
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底層數據結構： JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底層採用 分段的數組+鏈表 實現，JDK1.8 採用的數據結構跟HashMap1.8的結構一樣，數組+鏈表/紅黑二叉樹。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底層數據結構類似都是採用 數組+鏈表 的形式，數組是 HashMap 的主體，鏈表則是主要爲了解決哈希衝突而存在的；
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實現線程安全的方式（重要）： ① 在JDK1.7的時候，ConcurrentHashMap（分段鎖） 對整個桶數組進行了分割分段(Segment)，每一把鎖只鎖容器其中一部分數據，多線程訪問容器裏不同數據段的數據，就不會存在鎖競爭，提高併發訪問率。（默認分配16個Segment，比Hashtable效率提高16倍。） 到了 JDK1.8 的時候已經摒棄了Segment的概念，而是直接用 Node 數組+鏈表+紅黑樹的數據結構來實現，併發控制使用 synchronized 和 CAS 來操作。（JDK1.6以後 對 synchronized鎖做了很多優化） 整個看起來就像是優化過且線程安全的 HashMap，雖然在JDK1.8中還能看到 Segment 的數據結構，但是已經簡化了屬性，只是爲了兼容舊版本；② Hashtable(同一把鎖) :使用 synchronized 來保證線程安全，效率非常低下。當一個線程訪問同步方法時，其他線程也訪問同步方法，可能會進入阻塞或輪詢狀態，如使用 put 添加元素，另一個線程不能使用 put 添加元素，也不能使用 get，競爭會越來越激烈效率越低。
5.ArrayList 與 Vector 區別
- ArrayList和Vector在很多時候都很類似。
（1）兩者都是基於索引的，內部由一個數組支持。
（2）兩者維護插入的順序，我們可以根據插入順序來獲取元素。
（3）ArrayList和Vector的迭代器實現都是fail-fast的。
（4）ArrayList和Vector兩者允許null值，也可以使用索引值對元素進行隨機訪問。
- 以下是ArrayList和Vector的不同點。
（1）Vector是同步的，而ArrayList不是。然而，如果你尋求在迭代的時候對列表進行改變，你應該使用CopyOnWriteArrayList。
（2）ArrayList比Vector快，它因爲有同步，不會過載。
（3）ArrayList更加通用，因爲我們可以使用Collections工具類輕易地獲取同步列表和只讀列表。
6.集合框架中的泛型有什麼優點？
Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和實現都大量地使用它。泛型允許我們爲集合提供一個可以容納的對象類型，因此，如果你添加其它類型的任何元素，它會在編譯時報錯。這避免了在運行時出現ClassCastException，因爲你將會在編譯時得到報錯信息。泛型也使得代碼整潔，我們不需要使用顯式轉換和instanceOf操作符。它也給運行時帶來好處，因爲不會產生類型檢查的字節碼指令。
7.Iterator是什麼？Enumeration和Iterator接口的區別？
Iterator接口提供遍歷任何Collection的接口。我們可以從一個Collection中使用迭代器方法來獲取迭代器實例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允許調用者在迭代過程中移除元素。
Enumeration的速度是Iterator的兩倍，也使用更少的內存。Enumeration是非常基礎的，也滿足了基礎的需要。但是，與Enumeration相比，Iterator更加安全，因爲當一個集合正在被遍歷的時候，它會阻止其它線程去修改集合。
也就是說，iterator更加線程安全（但是iterator本身是沒有同步操作的，也就是說，當線程不安全的時候，迭代器只是能夠拋出異常，並不能保證同步，需要手動加同步手段，例如鎖）， 因爲它可以確保，在當前遍歷的集合元素被更改的時候，它會拋出ConcurrentModificationException。
迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允許調用者從集合中移除元素，而Enumeration不能做到。爲了使它的功能更加清晰，迭代器方法名已經經過改善。
8.Iterater和ListIterator之間有什麼區別？
（1）我們可以使用Iterator來遍歷Set和List集合，而ListIterator只能遍歷List。
（2）Iterator只可以向前遍歷，而LIstIterator可以雙向遍歷。
（3）ListIterator從Iterator接口繼承，然後添加了一些額外的功能，比如添加一個元素、替換一個元素、獲取前面或後面元素的索引位置。
9.迭代器fail-fast屬性是什麼？fail-fast與fail-safe有什麼區別？
每次我們嘗試獲取下一個元素的時候，Iterator fail-fast屬性檢查當前集合結構裏的任何改動。如果發現任何改動，它拋出ConcurrentModificationException。Collection中所有Iterator的實現都是按fail-fast來設計的（ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList這類併發集合類除外）。
Iterator的fail-fast屬性與當前的集合共同起作用，因此它不會受到集合中任何改動的影響。Java.util包中的所有集合類都被設計爲fail-fast的，而java.util.concurrent中的集合類都爲fail-safe的。Fail-fast迭代器拋出ConcurrentModificationException，而fail-safe迭代器從不拋出ConcurrentModificationException。
在迭代一個集合的時候，我們可以使用併發集合類來避免ConcurrentModificationException，比如使用CopyOnWriteArrayList，而不是ArrayList。
Iterator接口沒有具體的實現，Iterator接口定義了遍歷集合的方法，但它的實現則是集合實現類的責任。每個能夠返回用於遍歷的Iterator的集合類都有它自己的Iterator實現內部類。這就允許集合類去選擇迭代器是fail-fast還是fail-safe的。比如，ArrayList迭代器是fail-fast的，而CopyOnWriteArrayList迭代器是fail-safe的。
10.選用作爲key的的對象應該注意什麼？跟hashCode()和equals()方法有什麼關係？
HashMap使用Key對象的hashCode()和equals()方法去決定key-value對的索引。當我們試着從HashMap中獲取值的時候，這些方法也會被用到。如果這些方法沒有被正確地實現，在這種情況下，兩個不同Key也許會產生相同的hashCode()和equals()輸出，HashMap將會認爲它們是相同的，然後覆蓋它們，而非把它們存儲到不同的地方。同樣的，所有不允許存儲重複數據的集合類都使用hashCode()和equals()去查找重複，所以正確實現它們非常重要。equals()和hashCode()的實現應該遵循以下規則：
（1）如果o1.equals(o2)，那麼o1.hashCode() == o2.hashCode()總是爲true的。
（2）如果o1.hashCode() == o2.hashCode()，並不意味着o1.equals(o2)會爲true。
我們可以使用任何類作爲Map的key，然而在使用它們之前，需要考慮以下幾點：
（1）如果類重寫了equals()方法，它也應該重寫hashCode()方法。
（2）類的所有實例需要遵循與equals()和hashCode()相關的規則。
（3）如果一個類沒有使用equals()，你不應該在hashCode()中使用它。
（4）用戶自定義key類的最佳實踐是使之爲不可變的，這樣，hashCode()值可以被緩存起來，擁有更好的性能。不可變的類也可以確保hashCode()和equals()在未來不會改變，這樣就會解決與可變相關的問題了。那就是爲何String和Integer被作爲HashMap的key大量使用。