Java基础面试题：集合
1. 介绍Java中的Collection FrameWork
2. 说说常见的集合有哪些
Map 接口和 Collection 接口是所有集合框架的父接口：
- Collection 接口的子接口包括：Set 接口和 List 接口；
- Map 接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap 以及 Properties 等；
- Set 接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet 等；
- List 接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack 以及 Vector 等。
3. HashMap 和 Hashtable 的区别有哪些
HashMap 没有考虑同步，是线程不安全的；Hashtable 使用了 synchronized 关键字，是线程安全的；
前者允许 null 作为 Key；后者不允许 null 作为 Key。
4. HashMap 的底层实现你知道吗
在 Java8 之前，其底层实现是数组 + 链表实现，Java8 使用了数组 + 链表 + 红黑树实现。此时你可以简单的在纸上画图分析。
5. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别
ConcurrentHashMap 结合了 HashMap 和 HashTable 二者的优势。
HashMap 没有考虑同步，hashtable 考虑了同步的问题。但是 hashtable 在每次同步执行时都要锁住整个结构。
ConcurrentHashMap 锁的方式是稍微细粒度的。 ConcurrentHashMap 将 hash 表分为 16 个桶（默认值），诸如 get,put,remove 等常用操作只锁当前需要用到的桶。
6. ConcurrentHashMap 的具体实现知道吗
该类包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment；前者用来封装映射表的键值对，后者用来充当锁的角色；
Segment 是一种可重入的锁 ReentrantLock，每个 Segment 守护一个 HashEntry 数组里得元素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment 锁。
7. HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方
通过将 Key 的 hash 值与 length-1 进行 & 运算，实现了当前 Key 的定位，2 的幂次方可以减少冲突（碰撞）的次数，提高 HashMap 查询效率；
如果 length 为 2 的次幂 则 length-1 转化为二进制必定是 11111……的形式，在于 h 的二进制与操作效率会非常的快，而且空间不浪费；
如果 length 不是 2 的次幂，比如 length 为 15，则 length-1 为 14，对应的二进制为 1110，在于 h 与操作，最后一位都为 0，而 0001，0011，0101，1001，1011，0111，1101 这几个位置永远都不能存放元素了，空间浪费相当大。
更糟的是这种情况中，数组可以使用的位置比数组长度小了很多，这意味着进一步增加了碰撞的几率，减慢了查询的效率！这样就会造成空间的浪费。
8. List 和 Set 的区别是啥
List 元素是有序的，可以重复；Set 元素是无序的，不可以重复。
9. List、Set 和 Map 的初始容量和加载因子
List
ArrayList 的初始容量是 10；加载因子为 0.5； 扩容增量：原容量的 0.5 倍 +1；一次扩容后长度为 16。
Vector 初始容量为 10，加载因子是 1。扩容增量：原容量的 1 倍，如 Vector 的容量为 10，一次扩容后是容量为 20。
Set
HashSet，初始容量为 16，加载因子为 0.75； 扩容增量：原容量的 1 倍； 如 HashSet 的容量为 16，一次扩容后容量为 32
Map
HashMap，初始容量 16，加载因子为 0.75； 扩容增量：原容量的 1 倍； 如 HashMap 的容量为 16，一次扩容后容量为 32
10. Comparable 接口和 Comparator 接口有什么区别
前者简单，但是如果需要重新定义比较类型时，需要修改源代码。
后者不需要修改源代码，自定义一个比较器，实现自定义的比较方法。
11. Java 集合的快速失败机制 "fail-fast"
它是 java 集合的一种错误检测机制，当多个线程对集合进行结构上的改变的操作时，有可能会产生 fail-fast 机制。
例如 ：
假设存在两个线程（线程 1、线程 2），线程 1 通过 Iterator 在遍历集合 A 中的元素，在某个时候线程 2 修改了集合 A 的结构（是结构上面的修改，而不是简单的修改集合元素的内容），那么这个时候程序就会抛出 ConcurrentModificationException 异常，从而产生 fail-fast 机制。
原因：
迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变 modCount 的值。
每当迭代器使用 hashNext()/next() 遍历下一个元素之前，都会检测 modCount 变量是否为 expectedmodCount 值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。
解决办法：
在遍历过程中，所有涉及到改变 modCount 值得地方全部加上 synchronized；
使用 CopyOnWriteArrayList 来替换 ArrayList。
12. List、Set、Map是否继承自Collection接口
List,Set 是；Map 不是。
13. 你所知道的集合类都有哪些
最常用的集合类是List 和Map。
List 的具体实现包括ArrayList 和Vector，它们是可变大小的列表，比较适合构建、存储和操作任何类型对象的元素列表。List 适用于按数值索引访问元素的情形。
Map 提供了一个更通用的元素存储方法。Map 集合类用于存储元素对（称作“键”和“值”），其中每个键映射到一个值。
14. ArrayList,Vector,LinkedList的存储性能和特性
ArrayList 和Vector 都是使用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢，Vector 由于使用了synchronized 方法（线程安全），通常性能上较ArrayList 差，而LinkedList 使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快。
15. Collection和Collections的区别
Collection 是java.util 下的接口，它是各种集合的父接口，继承于它的接口主要有Set 和List。
Collections 是个java.util 下的类，是针对集合的帮助类，提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。
16. HashMap和Hashtable的区别
二者都实现了Map 接口，是将惟一键映射到特定的值上。
主要区别在于：
- HashMap 没有排序，允许一个null 键和多个null 值,而Hashtable 不允许；
- HashMap 把Hashtable 的contains 方法去掉了，改成containsvalue 和containsKey,因为contains 方法容易让人引起误解；
- Hashtable 继承自Dictionary 类，HashMap 是Java1.2 引进的Map 接口的实现；
- Hashtable 的方法是Synchronize 的，而HashMap 不是，在多个线程访问Hashtable 时，不需要自己为它的方法实现同步，而HashMap 就必须为之提供外同步。Hashtable 和HashMap 采用的hash/rehash 算法大致一样，所以性能不会有很大的差异。
17. Arraylist与Vector区别
就ArrayList 与Vector 主要从二方面来说：
- 同步性：Vector 是线程安全的（同步），而ArrayList 是线程序不安全的。
- 数据增长：当需要增长时，Vector 默认增长一倍，而ArrayList 却是一半。
18. List,Map,Set存取元素时各有什么特点
List 以特定次序来持有元素，可有重复元素。
Set 无法拥有重复元素,内部排序。
Map 保存key-value 值，value 可多值。
19. Set里元素用什么方法来区分重复
Set 里的元素是不能重复的，用equals()方法来区分重复与否。覆盖equals()方法用来判断对象的内容是否相同，而”==”判断地址是否相等，用来决定引用值是否指向同一对象。