参考
https://blog.csdn.net/stanwuc/article/details/81509083
https://www.cnblogs.com/javabg/p/7258550.html
https://blog.csdn.net/yinbingqiu/article/details/60965080
https://www.imooc.com/article/71730?block_id=tuijian_wz //源码解析
https://blog.csdn.net/xuefeng0707/article/details/40797085 //扩容死锁
Java集合家族图解
https://img-blog.csdn.net/20160124221843905
整体特征
| 接口 | 子接口 | 是否有序 | 是否允许元素重复 |
|---|---|---|---|
| Set 无序不可重复 | AbstractSet | 否 | 否 |
| HashSet(基于HashMap) | 否 | 否 | |
| TreeSet | 是（用二叉排序树） | 否 | |
| List 无序可重复 | ArrayList | 有 | 是 |
| LinkedList | 有 | 是 | |
| Vector | 有 | 是 | |
| Map | AbstractMap | 否 | 使用key-value来映射和存储数据，key必须唯一，value可以重复 |
| HashMap | 否 | ||
| TreeMap | 是（用二叉排序树） | 使用key-value来映射和存储数据，key必须唯一，value可以重复 |
最常用集合
常用集合特征
| 底层实现 | 优缺点 | 应用场景 | |
|---|---|---|---|
| Vector | Object[]数组结构 | 增删改查效率都低，线程安全 | 多线程环境。几乎不用了 |
| ArrayList | Object[]数组结构，通过拷贝扩容 | 查询效率高，增删效率低，线程不安全 | 单线程环境，查询多，修改少。在单线程环境几乎替代了vector |
| LinkedList | 双链表结构 | 查询效率低，增删效率高，线程不安全 | 单线程环境，修改多，查询少 |
| Hashtable | hash数组+链表 | 不允许key或value为null，效率低，线程安全 几乎所有方法上都加了synchronized，导致性能低 |
多线程环境。但JDK5已经用ConcurrentHashMap替代它了 |
| HashMap | hash数组+链表+红黑树(链表长度>8时) | 允许key或value为null，效率高，线程不安全 | 多用于单线程。多线程下也可以用Collections.synchronizeMap(hashMap)， 采用的是对象锁机制，但效率不及 ConcurrentHashMap |
| HashSet | 基于HashMap实现。以下为扩容代码 可见默认负载因子0.75 |
查找及增删速度都快，元素无序，不可重复，线程不安全 | 要求能快速增删改查元素，要求元素不可重复，且不要求元素有序，并对线程安全无要求时使用 |
关于HashMap面试问题
1. HashMap的内部结构
首先是HashMap的内部结构，借用一张图(https://blog.csdn.net/stanwuc/article/details/81509083)
这张图有点老，JDK8中的成员变量table的类型叫Node，但本质上依然是实现了Map.Entity接口
图中的Entity（即Node）类型结构如下，注意其中的成员key是的类型时一个泛型，这个设计很有用，后面说。
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next);
public final K getKey() ;
public final V getValue();
public final String toString();
public final int hashCode();
public final V setValue(V newValue);
public final boolean equals(Object o);
}
因此一句话概括HashMap的结构就是，HashMap底层是由链表节点组成的数组构成的。
2.工作过程
存数据
当调用put(K key, V value)时，HashMap做了以下工作
- 调用Object的hashCode()方法获取key的hash值
- 若 table[ f(hash) ] 不存在，把当前元素存入这个位置，其中是以 f(hash) 作为数组下标，并生成一个 Entity 节点 (即 new Node(hash,key,value,next)）对象)作为元素值。
- 若 table[ f(hash) ] 已经存在(即hash冲突)，冲突元素用单链表存储，用hash+key(key为对象时用equals(key)比较)判断元素是否已存在单链表中，由配置决定是否替换重复元素。不重复则添加到链表尾部。
- 对于 hash冲突，如果单链表长度超过8时，将切换为红黑树存储新元素，这是JDK8中关于hashmap的优化
取数据
当调用get(Object key)时，HashMap做了以下工作
- 调用Object的hashCode()方法获取key的hash值
- 若table[ f(hash) ] 不存在，则返回null
- 若table[ f(hash) ] 存在，则看比较第一个节点，用hash+key(key为对象时用equals(key)比较)，相等，则返回第一个节点
- 若第3点钟的第一个节点不是要查找的节点，则遍历链表进行查找，依然是用hash+key作为查找条件，若查找不到则返回null
扩容
相关配置参数
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16 //hashmap的容量缺省配置，必须为2的幂次
DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75 // 默认负载因子，当hashmap中元素个数超过 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR 时就要扩容
TREEIFY_THRESHOLD = 8 //hash冲突时，默认链表最大长度，超过此长度，jdk8中会用红黑树重新存储链表，优化性能
MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64 //DJK8中规定在解决hash冲突时，若已达到链表长度超过8的条件，在转红黑树之前，会先判断table的size是否小于64，是就扩容。
扩容时机
研究JDK8源码发现HashMap至少有四种情况会发生扩容，或者叫初始化，总之都是调用了resize()方法
第一，对于空table，在put第一个元素时，将会初始化（扩容）table的大小
第二，table非空时，每插入一个元素，都统计size是否超过阈值（hash冲突时size可能不变），超过则扩容。（阈值= threshold * loadFactor）
第三，发生hash冲突时，新元素将超如hash冲突所在的链表末尾，插入后若链表长度已经超过8，JDK8中要将链表转为红黑树，转之前会先看table的size()是不是小于64，小于64就扩一次容。
扩容死锁
多线程环境下的竞性条件，导致死锁
JDK1.7才会导致死锁，主要原因是在扩容时hash冲突的节点链表形成环，从而get的是死锁
比较复杂，参考 https://blog.csdn.net/xuefeng0707/article/details/40797085
“当重新调整HashMap大小的时候，确实存在条件竞争，因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小，如果条件竞争发生了，那么就死循环了”。不过这个问题在JDK8中已经不会出现了。
HashMap内部hashCode()， equals() 的功能
put一个元素进hashmap时，首先会调用key.hashCode()计算key的hash值，并有可能用这个hash值作为数组下标将元素保存起来。
而equals()则是在查找hash冲突时建立的链表中的元素时使用，需要用 hash（key）+equals(key)去批量链表中的元素
为什么重写了类的equals()方法，往往要同时重写hashCode()方法？
这个问题主要是针对当使用对象做为hashmap的key的时候，
首先要了解hashmap的get()机制，首先计算key.hashCode()，从而找到table数组下标（有可能是哈希冲突链表头结点），
并用key.equals(k)来对比key是否相等，相等才返回，否则返回null。
而在Java中，equals()和hashCode()默认都是用变量/对象的地址来计算的，
意味着同一个对象可能序列化一下结果hashCode()就变了，这在hashMap机制中就会出问题，原来存入的元素，可能就get不出来了，
因此需要重写equals()和hashCode()方法，使得逻辑上相等的对象，equals()为true，并且每次hashCode()都相同。
比如下面这个例子：
Student s1 = new Student("young",20);
Student s2 = new Student("young",20);
HashMap<Student,Student> map = new HashMap<>();
map.put(s1,s1);
System.out.println(map.get(s2));若不重写Student类的equals()和hashCode()方法，则get返回null。故要重写一下，像下面这样：
@Override
public boolean equals(Object obj)
{
if(obj instanceof Student) {
return ((Student) obj).age == this.age
&& ((Student) obj).name == this.name;
}
return false;
}
@Override
public int hashCode() {
return this.age + this.name.hashCode();
}至于怎样重写，由业务决定，原则是让逻辑上本应该相等的对象，equals()要返回true，hashCode()要次次返回相同的值，以保证hashMap还认得这个对象是之前存储过的对象。
基于以上原因，推荐用不可变类对象（例如String，因为有finnal修饰）作为key，简单，安全
来源：oschina
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