1. ArrayList 和 Vector 的區別

　　ArrayList和Vector底層實現原理都是一樣得,都是使用陣列方式儲存資料

　　Vector是執行緒安全的，但是效能比ArrayList要低。

　　ArrayList，Vector主要區別為以下幾點：

　　 （1）：Vector是執行緒安全的，原始碼中有很多的synchronized可以看出，而ArrayList不是。導致Vector效率無法和ArrayList相比；

 　    （2）：ArrayList和Vector都採用線性連續儲存空間，當儲存空間不足的時候，ArrayList預設增加為原來的50%，Vector預設增加為原來的一倍；

　　 （3）：Vector可以設定capacityIncrement，而ArrayList不可以，從字面理解就是capacity容量，Increment增加，容量增長的引數。

2.說說 ArrayList,Vector, LinkedList 的儲存效能和特性

　　ArrayList採用的陣列形式來儲存物件，這種方法將物件放在連續的位置中，所以最大的缺點就是插入和刪除的時候比較麻煩，查詢比較快；

　　Vector使用了sychronized方法(執行緒安全),所以在效能上比ArrayList要差些.

　　LinkedList採用的連結串列將物件存放在獨立的空間中，而且在每個空間中還儲存下一個連結串列的索引。使用雙向連結串列方式儲存資料,按序號索引資料需要前向或後向遍歷資料，所以索引資料慢,是插入資料時只需要記錄前後項即可,所以插入的速度快。

3.快速失敗 (fail-fast) 和安全失敗 (fail-safe) 的區別是什麼？

　　1.快速失敗

　　原理是：

        迭代器在遍歷時直接訪問集合中的內容，並且在遍歷過程中使用一個modCount變數。集合在被遍歷期間如果內容發生變化，就會改變modCount的值。每當迭代器使用hasNext（）或next（）遍歷下一個元素之前，都會先檢查modCount變數是否為expectmodCount值。如果是的話就返回遍歷；否則丟擲異常，終止遍歷。

　　檢視ArrayList原始碼，在next方法執行的時候，會執行checkForComodification()方法。

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

　　這裡異常的丟擲條件是modCount != expectedModCount這個條件。如果集合發生變化時修改modCount值剛好又設定為了expectedModCount值，則異常不會丟擲。因此，不能依賴於這個異常是否丟擲而進行併發操作，這個異常只建議用於檢測併發修改的bug。

　　2.安全失敗

　　　　採用安全失敗機制的集合容器，在遍歷時不是直接在集合上訪問的，而是先複製原有集合內容，在拷貝的集合上進行遍歷。

　　原理：

        　　由於迭代時是對原集合的拷貝進行遍歷，所以在遍歷過程中對原集合所做的修改並不能被迭代器檢測到，所以不會觸發ConcurrentModificationException，例如CopyOnWriteArrayList。

　　缺點：

        　　基於拷貝內容的優點是避免了ConcurrentModificationException，但同樣地，迭代器並不能訪問到修改後的內容。即：迭代器遍歷的是開始遍歷那一刻拿到的集合拷貝，在遍歷期間原集合發生的修改迭代器是不知道的。

　　場景：

        　　Java.util.concurrent包下的容器都是安全失敗的，可以在多執行緒下併發使用，併發修改。

        快速失敗和安全失敗都是對迭代器而言的。快速失敗：當在迭代一個集合時，如果有另外一個執行緒在修改這個集合，就會跑出ConcurrentModificationException，java.util下都是快速失敗。安全失敗：在迭代時候會在集合二層做一個拷貝，所以在修改集合上層元素不會影響下層。在java.util.concurrent包下都是安全失敗。

4.HashMap 的資料結構

　　HashMap的主幹類是一個Entry陣列(jdk1.7) ,每個Entry都包含有一個鍵值隊(key-value).

　　我們可以看一下原始碼:

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;//儲存指向下一個Entry的引用，單鏈表結構
        int hash;//對key的hashcode值進行hash運算後得到的值，儲存在Entry，避免重複計算

        /**
         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }

　　所以,HashMap的整體結果如下

 　　簡單來說，HashMap由陣列+連結串列組成的，陣列是HashMap的主體，連結串列則是主要為了解決雜湊衝突而存在的，如果定位到的陣列位置不含連結串列（當前entry的next指向null）,那麼對於查詢，新增等操作很快，僅需一次定址即可；如果定位到的陣列包含連結串列，對於新增操作，其時間複雜度為O(n)，首先遍歷連結串列，存在即覆蓋，否則新增；對於查詢操作來講，仍需遍歷連結串列，然後通過key物件的equals方法逐一比對查詢。所以，效能考慮，HashMap中的連結串列出現越少，效能才會越好。

5.HashMap 的工作原理

　　HashMap基於hashing原理，我們通過put()和get()方法儲存和獲取物件，當我們將鍵值對傳遞給put()方法時，它呼叫鍵物件的hashCode()方法來計算hashcode,讓後找到bucket位置來儲存值物件。當獲取物件時，通過鍵物件的equals()方法找到正確的鍵值對，然後返回物件。

　　我們看一下put()原始碼：

public V put(K key, V value) {
        //當key為null，呼叫putForNullKey方法，儲存null與table第一個位置中，這是HashMap允許為null的原因
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        //計算key的hash值
        int hash = hash(key.hashCode());                  //計算key hash 值在 table 陣列中的位置
        int i = indexFor(hash, table.length);             //從i出開始迭代 e,找到 key 儲存的位置
        for (Entry<K, V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            //判斷該條鏈上是否有hash值相同的(key相同)
            //若存在相同，則直接覆蓋value，返回舊value
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;    //舊值 = 新值
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;     //返回舊值
            }
        }
        //修改次數增加1
        modCount++;
        //將key、value新增至i位置處
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

　　通過原始碼我們可以清晰看到HashMap儲存資料的過程為：首先判斷key是否為null，若為null，則直接呼叫putForNullKey方法。若不為空則先計算key的hash值，然後根據hash值搜尋在table陣列中的索引位置，如果table陣列在該位置處有元素，則通過比較是否存在相同的key，若存在則覆蓋原來key的value，否則將該元素儲存在鏈頭（最先儲存的元素放在鏈尾）。若table在該處沒有元素，則直接儲存。

　　get()原始碼:　

public V get(Object key) {
        // 若為null，呼叫getForNullKey方法返回相對應的value
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        // 根據該 key 的 hashCode 值計算它的 hash 碼  
        int hash = hash(key.hashCode());
        // 取出 table 陣列中指定索引處的值
        for (Entry<K, V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            //若搜尋的key與查詢的key相同，則返回相對應的value
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;
        }
        return null;
    }

　　在這裡能夠根據key快速的取到value除了和HashMap的資料結構密不可分外，還和Entry有莫大的關係，在前面就提到過，HashMap在儲存過程中並沒有將key，value分開來儲存，而是當做一個整體key-value來處理的，這個整體就是Entry物件。同時value也只相當於key的附屬而已。在儲存的過程中，系統根據key的hashcode來決定Entry在table陣列中的儲存位置，在取的過程中同樣根據key的hashcode取出相對應的Entry物件。

6.Hashmap 什麼時候進行擴容呢？

　　這裡我們再來複習put的流程：當我們想一個HashMap中新增一對key-value時，系統首先會計算key的hash值，然後根據hash值確認在table中儲存的位置。若該位置沒有元素，則直接插入。否則迭代該處元素連結串列並依此比較其key的hash值。如果兩個hash值相等且key值相等(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))),則用新的Entry的value覆蓋原來節點的value。如果兩個hash值相等但key值不等 ，則將該節點插入該連結串列的鏈頭。具體的實現過程見addEntry方法，如下：

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        //獲取bucketIndex處的Entry
        Entry<K, V> e = table[bucketIndex];
        //將新建立的 Entry 放入 bucketIndex 索引處，並讓新的 Entry 指向原來的 Entry 
        table[bucketIndex] = new Entry<K, V>(hash, key, value, e);
        //若HashMap中元素的個數超過極限了，則容量擴大兩倍
        if (size++ >= threshold)
            resize(2 * table.length);
    }

　　這個方法中有兩點需要注意：

      一是鏈的產生。這是一個非常優雅的設計。系統總是將新的Entry物件新增到bucketIndex處。如果bucketIndex處已經有了物件，那麼新新增的Entry物件將指向原有的Entry物件，形成一條Entry鏈，但是若bucketIndex處沒有Entry物件，也就是e==null,那麼新新增的Entry物件指向null，也就不會產生Entry鏈了。

      二、擴容問題。

      隨著HashMap中元素的數量越來越多，發生碰撞的概率就越來越大，所產生的連結串列長度就會越來越長，這樣勢必會影響HashMap的速度，為了保證HashMap的效率，系統必須要在某個臨界點進行擴容處理。該臨界點在當HashMap中元素的數量等於table陣列長度*載入因子。但是擴容是一個非常耗時的過程，因為它需要重新計算這些資料在新table陣列中的位置並進行復制處理。所以如果我們已經預知HashMap中元素的個數，那麼預設元素的個數能夠有效的提高HashMap的效能。

 7.HashSet怎樣保證元素不重複

　　都知道HashSet中不能存放重複的元素,有時候可以用來做去重操作。但是其內部是怎麼保證元素不重複的呢？

　　開啟HashSet原始碼，發現其內部維護一個HashMap:

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;

    private transient HashMap<E,Object> map;

    private static final Object PRESENT = new Object();

 
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
　　...
}

　　HashSet的構造方法其實就是在內部例項化了一個HashMap物件，其中還會看到一個static final的PRESENT變數；

　　想知道為什麼HashSet不能存放重複物件，那麼第一步看看它的add方法進行的判重，程式碼如下

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

　　其實看add()方法，這時候答案已經出來了：HashMap的key是不能重複的，而這裡HashSet的元素又是作為了map的key，當然也不能重複了。

　　順便看一下HashMap裡面又是怎麼保證key不重複的，程式碼如下：

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

　　其中最關鍵的一句：　

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) 

　　呼叫了物件的hashCode和equals方法進行判斷，所以又得到一個結論：若要將物件存放到HashSet中並保證物件不重複，應根據實際情況將物件的hashCode方法和equals方法進行