Java集合面试深度解析：ArrayList、LinkedList与HashMap

本资源主要涵盖了Java集合框架中的核心知识点，包括ArrayList的扩容机制、Iterator的fail-fast和fail-safe机制，以及ArrayList与LinkedList的比较。此外，还涉及到HashMap的底层存储结构、1.7和1.8版本的区别、红黑树的引入、put方法流程、扩容条件、多线程问题和key的要求等。 ArrayList的知识点： 1. ArrayList的初始化：无参数构造器会创建一个长度为0的数组；带初始容量参数的构造器会使用指定的容量；接受Collection的构造器会根据传入集合的大小来设定容量。 2. 扩容规则：首次添加元素时，若容量不足，扩容至10；之后每次扩容为当前容量的1.5倍。addAll()方法在无元素时扩容为10或实际元素数量，有元素时扩容为原容量的1.5倍或实际元素数量。 3. fail-fast机制：当ArrayList在迭代过程中被修改，将会抛出`ConcurrentModificationException`，这是为了快速检测并发修改异常。 Iterator的fail-fast与fail-safe机制： 1. fail-fast：ArrayList的迭代器是fail-fast的，意味着在遍历过程中，如果其他线程修改了ArrayList的结构（添加、删除元素），迭代器会立即抛出异常。 2. fail-safe：CopyOnWriteArrayList的迭代器是fail-safe的，允许在遍历期间修改列表，通过复制原列表到新列表实现读写分离，确保遍历不会抛出异常。 ArrayList与LinkedList的比较： 1. 存储结构：ArrayList基于动态数组，LinkedList基于双向链表。 2. 访问速度：ArrayList支持随机访问，速度快；LinkedList的随机访问慢，需遍历。 3. 插入删除性能：ArrayList在尾部插入和删除效率较高，其他位置插入删除需要移动元素，性能较低；LinkedList在头尾插入删除效率高，但中间插入删除需遍历链表。 HashMap的知识点： 1. 底层结构：HashMap在Java 1.7中使用数组+链表，1.8引入了红黑树，当链表长度达到8时会转换为红黑树。 2. 索引计算：通过hashCode计算桶下标，但还需要通过hash()方法处理冲突。 3. 容量与加载因子：容量始终为2的n次幂，加载因子默认为0.75f，当负载因子乘以当前容量等于或超过实际元素数量时触发扩容。 4. put方法流程：懒惰初始化，首次插入时创建数组；计算索引并检查是否有冲突；冲突时处理节点，可能需要树化。 5. 多线程问题：HashMap不是线程安全的，多线程环境下可能导致数据不一致。 6. key的要求：key不能为null，key对象需要重写equals()和hashCode()方法。 7. String的hashCode设计：通常乘以31是为了提高散列分布，减少冲突。 面试题涉及的内容主要是对这些核心概念的理解和应用，包括ArrayList的扩容策略、LinkedList的特点、HashMap的内部工作原理及其在不同版本间的差异，以及在多线程环境下的行为。