一 容器概述

在Java内存层面上，对多个对象进行统一管理和操作的的容器有：集合，数组，哈希结构
1）数组在存储数据方面的特点

1. 数组一旦初始化，它的长度就是确定的
2. 数组有索引，可以很方便的对指定位置上的元素进行查找和替换
3. 数组在存储数据的时候是有序的，且使用连续的内存空间
4. 数组在定义的时候，就明确了存储的数据的类型

2）数组在存储数据方面的弊端

1. 数组一旦初始化，它的长度就不能改变，如果需要扩容，则必须新建一个数组
2. 数组在插入，删除操作的效率较差
3. 可以表达的多个对象之间的关系较为简单，不能表示丰富的对象关系
4. 数组中可使用的方法非常少

   1.1 数组和集合之间的转换

   1）将集合转为数组：toArray() ```java Collection c1 = new ArrayList(); c1.add(123);//自动装箱 c1.add(new Person(“Tom”,12)); c1.add(new String(“AA”)); c1.add(new Date(234234324L)); c1.add(“BB”);

Object[] arr = c1.toArray(); for(int i = 0;i < arr.length;i++){ System.out.println(arr[i]); }

2）将数组转化为集合：**Arrays.asList(T...t)**
```java
String[] arr1 = {"AA","CC","MM","GG"};
List list = Arrays.asList(arr1);
System.out.println(list);
List list1 = Arrays.asList("AA","CC","MM");

1.2 Java集合的两种体系

1.2.1 Collection

• 单列数据，定义了存储一组对象的方法的集合

1）List：元素有序，可重复的集合
2）Set：元素无序，不可重复的集合

1.2.2 Map

1）双列数据，保存具有映射关系的 k-v 键值对的集合

二 Collection接口

2.1 Collection概述

1）Collection接口是List，Set和Queue 接口的父接口。该接口中定义的方法可以用于其各种子接口的实现类中。
2）JDK不提供Collection接口的实现类，而是提供更具体的子接口来实现。
3）在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 JDK 5.0 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。

2.1.1 Collection接口定义的方法

add(Object obj) // 添加元素obj到当前集合中
size() // 获取集合中元素的个数
addAll(Collection coll) // 将coll集合中的元素添加到当前集合中。
clear() // 清空当前集合
isEmpty() // 判断当前集合是否为空。
contains(Object obj) // 判断当前集合中是否包含obj元素，具体的：需要调用obj对象所在类的equals(Object o)
containsAll(Collection coll) // 判断当前集合中是否包含coll集合中的所有元素
remove(Object obj) // 删除当前集合中首次出现的obj元素
removeAll(Collection coll) //差集：从当前集合中移除其与coll集合共有的元素
retainAll(Collection coll) // 交集：获取当期集合与coll集合共有
equals(Object obj) // 判断当前集合与obj元素是否相等，要想返回true，要求形参obj也是一个同类型的集合对象，同时集合元素都相同。（如果是List的话，要求顺序也相同）
hashCode() // 返回当前集合对象的哈希值

2.2.2 迭代器接口：Iterator

1）Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
2）提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。
3）Collection继承了java.lang.Iterable 接口，该接口有一个 iterator() 方法，所以所有地 Collection 子接口实现类集合都有一个 iterator() 方法，用于返回一个实现了 Iterator接口的对象。
4）Iterator仅用于遍历集合，本身不具有承载对象的能力。如果需要创建Iterator对象，则必须有一个被迭代的集合。
5）集合每一次调用 iterator() 方法都会得到一个全新的迭代器对象，默认游标在集合的第一个元素前。
Iterator接口的方法：

hasNext() // 判断是否存在下一个元素
E next() // 返回集合的一个元素，并将游标移向下一位
remove() // 删除集合的一个元素（使用方式还不清晰）

2.2 List子接口

List概述：
①鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组
②List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
③List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
④JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。

2.2.1 List接口新增的方法

void add(int index, Object ele) // 在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index, Collection eles) // 从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index) // 获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj) // 返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj) // 返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index) // 移除指定index位置的元素，并返回此元素
remove(Object obj) // 移除集合的指定元素，但是如果传入的是int类型，那么会自动调用的是remove(int index)方法
Object set(int index, Object ele) // 设置指定index位置的元素为ele
List subList(int fromIndex, int toIndex) // 返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

注意：remove(Object obj)，remove(int index) 当传入一个int类型的元素时，调用的是第二个方法，但是如果想要int类型匹配的是Object元素的时候，那么就应该手动将int装箱。
如上述 list.remove(123) 报异常，数组越界，虽然list有123元素，但是默认调用的索引参数的方法。
list.remove(new Integer(123)) 删除的是集合中的元素 123。

增：add(Object obj)
删：remove(Object obj) / remove(int index)
改：set(int index, Object ele)
查：get(int index)
插：add(int index, Object ele)
长度：size()
遍历：iterator() / 增强for循环 / for

2.2.2 ArrayList

// JDK8源码
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

1）ArrayList概述：
①是List接口的典型实现类，主要实现类。
②本质上，ArrayList是对象引用的一个“变长”的动态数组。
③在JDK7时，ArrayList更像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组；在JDK8，变得像懒汉式，开始只创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时，再创建一个容量为10的数组。
④Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合，既不是 ArrayList 实例，也不是 Vector 实例。 Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的 List 集合。
⑤线程不安全，效率高，底层使用Object数组存储。

2.2.3 LinkedList

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

1）LinkedList概述：
①底层使用双向链表来存储数据，对于频繁的插入，删除操作的时候效率高
②内部没有声明数组，而是定义了Node类型的first和last，用于记录首末元素。同时，定义内部类Node，作为LinkedList中保存数据的基本结构。Node除了保存数据，还定义了两个变量：

// prev变量记录前一个元素的位置
// next变量记录下一个元素的位置
private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;
    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

2）LinkedList类新增的方法：

void addFirst(Object obj)
void addLast(Object obj) 
Object getFirst()
Object getLast()
Object removeFirst()
Object removeLast()

2.2.4 Vector

public class Vector<E>
    extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

1）Vector概述：
①古老的实现类，在jdk1.0的时候就存在了，线程安全，效率低，底层也是使用Object数组来存储的。
②大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
2）Vector类新增的方法：

void addElement(Object obj)
void insertElementAt(Object obj,int index)
void setElementAt(Object obj,int index)
void removeElement(Object obj)
void removeAllElements()

2.3 Set子接口

Set概述：
①Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法。
②Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。
③Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法。

2.3.1 HashSet

1）HashSet概述：
①是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类
②按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除性能。
③不能保证元素的排列顺序，不是线程安全的，集合元素可以为null
④对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。
2）HashSet判断两个元素相同的标准：两个对象通过hashcode()方法比较哈希值相等，并且使用两个对象的equals()方法比较返回true。

2.3.2 LinkedHashSet

public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

LinkedHashSet概述：
①LinkedHashSet 是 HashSet 的子类。
②LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
③LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
④LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

2.3.3 TreeSet

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

1）TreeSet概述：
①TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。
②TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。
③TreeSet和 TreeMap采用红黑树的存储结构。
④特点：有序，查询速度比List快。
2）TreeSet新增的方法：

Comparator comparator()
Object first()
Object last()
Object lower(Object e)
Object higher(Object e)
SortedSet subSet(fromElement, toElement)
SortedSet headSet(toElement)
SortedSet tailSet(fromElement)

3）TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

三 Map接口

Map 与Collection 并列存在。用于保存具有映射关系的数据：key-value。Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据。Map 中的 key 用Set 来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode() 和equals() 方法。常用String 类作为Map 的“键”。key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value。
Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。

3.1 常用方法

3.1.1 添加，删除，修改

1. Object put(Object key, Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
2. void putAll(Map m)：将m中的所有key-value对存放到当前map中
3. Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
4. void clear()：清空当前map中的所有数据

3.1.2 查询获取

1. Object get(Object key)：获取指定key对应的value
2. boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
3. boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
4. int size()：返回map中key-value对的个数
5. boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
6. boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等

3.1.3 元视图操作

1. Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
2. Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
3. Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

• 例子

  Map map = new HashMap();
  // map.put(..,..)省略
  System.out.println("map的所有key:");
  Set keys = map.keySet(); // HashSet
  for (Object key : keys) {
    System.out.println(key + "->" + map.get(key));
  }
  System.out.println("map的所有的value：");
  Collection values = map.values();
  Iterator iter = values.iterator();
  while (iter.hasNext()) {
    System.out.println(iter.next());
  }
  System.out.println("map所有的映射关系：");
  // 映射关系的类型是Map.Entry类型，它是Map接口的内部接口
  Set mappings = map.entrySet();
  for (Object mapping : mappings) {
    Map.Entry entry = (Map.Entry) mapping;
    System.out.println("key是：" + entry.getKey() + "，value是：" + entry.getValue());
  }

  3.2 HashMap

  HashMap最早出现在 JDK1.2 中，底层基于散列算法实现的。HashMap允许 null 作为 键，值。当 null 作为 键时，哈希值为 0。HashMap 不保证键值对的顺序，这就意味着在进行某些操作后，键值对的顺序可能会发生变化。HashMap 同时也是线程不安全类，在并发环境下会有安全问题。
  （这里主要研究 JDK1.8 的源码）

HashMap 经过几代的优化，现在已经变得很复杂了。涉及的知识点也很多。主要包括：

1. 散列表的实现
2. 扰动函数
3. 初始化容量
4. 负载因子
5. 扩容元素拆分
6. 链表树化
7. 红黑树
8. 插入
9. 查找
10. 删除
11. 遍历
12. 分段锁

    3.2.1 散列表的实现

    1、当有一串元素，需要存放在一个数组中，要求在获取每个元素的时候，时间复杂度是：O(1)。也就是说存放在数组的元素，在获取的时候，需要直接通过下标来获取到指定的元素，不能使用遍历获取的方式。
    2、那么每个元素存储在数组中的位置，可以使用元素的 HashCode 来作为数组的下标，这样在想要获取特定的元素的时候，可以通过元素的 hashCode 来获取。
    3、但是需要注意，hashCode的范围为 [-2147483648, 2147483647]，数组的长度不能为这么长，可以让 hashCode 和数组元素做与运算，得到一个存放在数组的下标位置。如果出现有两个相同的下标，则可以使用链表，红黑树的方式在存放相同下标的元素。

HashMap数组的长度为啥需要为 2 的幂次方？
在对哈希值映射到数组的下标时，一般是使用hashCode直接对数组长度进行求余【hash % n】，Java8中的源码优化是使用了与运算，计算速度更快，但是这个前提就是数组的长度 n 需要是 2 的倍数，在这个前提下，【hash % n】才等价于【(n-1) & hash】。所以在源码的 get，put 方法中，都可以看到 tab[ (n-1) & hash ]，就是给数组的下标位置存储元素。

3.2.2 扰动函数

Java8中 HashMap 的扰动函数

static final int hash(Object key) {
    int h;
    // 如果 key 为 null，那么key 的哈希值就是 0
    // 将 key 的哈希值右移 16 位，然后和原哈希值进行异或运算，
    // 这样可以混合了原哈希值的高位和低位，增大了随机性
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

总结：扰动函数的存在就是为了增加随机性，让数据元素更加均匀的散列，减少碰撞

3.2.3 初始化容量和负载因子

HashMap有一个构造器，可以在创建对象的时候传入初始容量。但是在此构造器中，会通过 tableSizeFor 这个方法计算出一个比该值大的最小的 2 的幂次方。如：传入一个 17，那么比它大的最小的 2 的幂次方就是 32，那么阈值就是 32。即 threshold = 32.

HashMap 还有一个 loadFactor 属性：负载因子，默认值为 0.75. 这个值存在的意义就是当 hashMap 中实际存储的元素数量大于 n*0.75 时，就需要进行扩容了。

3.2.4 扩容元素拆分

一般扩容后的数组长度为原数组的2倍。这时不需要对所有的元素进行重新计算哈希值，只需要将哈希值和扩容新增的长度进行 & 运算，如果为 0 则下标不变，如果不为 0，则需要将位置+新增的数组长度，这个就是其扩容后元素的存储位置。

final Node<K,V>[] resize() {
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    int oldThr = threshold;
    int newCap, newThr = 0;
    // 这里的if-else主要计算扩容后的元素数组的长度和阈值是多少
    if (oldCap > 0) { 
        // 1、旧的数组长度大于0，证明hashMap已经初始化过
        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            // 如果数组长度已大于 1<<30，那么阈值调整为整数的最大值
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            // 不进行扩容，返回原数组
            return oldTab;
        }
        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
            newThr = oldThr << 1; // double threshold
    }
    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
        newCap = oldThr;
    else {               // zero initial threshold signifies using defaults
        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; // 16
        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); // 12=16*0.75
    }
    if (newThr == 0) {
        float ft = (float)newCap * loadFactor;
        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
    }
    threshold = newThr;
    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    if (oldTab != null) {
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                oldTab[j] = null;
                if (e.next == null)
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                else if (e instanceof TreeNode)
                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                else { // preserve order
                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                    Node<K,V> next;
                    do {
                        next = e.next;
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                            if (loTail == null)
                                loHead = e;
                            else
                                loTail.next = e;
                            loTail = e;
                        }
                        else {
                            if (hiTail == null)
                                hiHead = e;
                            else
                                hiTail.next = e;
                            hiTail = e;
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    if (loTail != null) {
                        loTail.next = null;
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    if (hiTail != null) {
                        hiTail.next = null;
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
}

3.2.5 插入元素

/**
 * 插入一个元素
 * @param key 键
 * @param value 值
 */
public V put(K key, V value) {
    // 首先对key进行hash值的扰动，获取一个新的哈希值
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

/**
 * 这个方法被 put 方法调用，是它和相关方法的实现
 *
 * @param hash 键的哈希值
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @param onlyIfAbsent 如果为true，那么就不改变现有值，即不做更新
 * @param evict 如果为 false，则表示处于创建模式
 * @return 前一个value值，如果没有，则返回null
 */
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; 
    Node<K,V> p; 
    int n, i;
    // 判断hashMap的数组table是为null，或者长度是否为0，如果是，那么先进行扩容
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    // i = (n - 1) & hash 根据哈希值计算数组的下标，如果对应的下标位置数组中没有元素，则插入
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        // 否则
        Node<K,V> e; K k;
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

3.2.1 存储结构

JDK7及以前：HashMap是数组+链表结构（链地址法） JDK8及以后：HashMap是数组+链表+红黑树

3.2.1.1 JDK7中的HashMap

1）HashMap在JDK7中的存储结构
HashMap的内部存储结构其实是数组和链表的结合。当实例化一个HashMap时，系统会创建一个长度为Capacity的Entry数组，这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。
每个bucket中存储一个元素，即一个Entry对象，但每一个Entry对象可以带一个引用变量，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Entry链。而且新添加的元素作为链表的head。

2）添加元素的过程
向HashMap中添加entry1(key，value)，需要首先计算entry1中key的哈希值（根据key所在类的hashCode()计算得到），此哈希值经过处理以后，得到在底层Entry[]数组中要存储的位置i。如果位置i上没有元素，则entry1直接添加成功。如果位置i上已经存在entry2（或还有链表存在的entry3，entry4），则需要通过循环的方法，依次比较entry1中key和其他的entry。如果彼此hash值不同，则直接添加成功。如果hash值相同，继续比较二者是否equals。如果返回值为true，则使用entry1的value去替换equals为true的entry的value。如果遍历一遍以后，发现所有的equals返回都为false，则entry1仍可添加成功。entry1指向原有的entry元素。

3）HasnMap的扩容
当HashMap中的元素越来越多的时候，hash冲突的几率也就越来越高，因为数组的长度是固定的。所以为了提高查询的效率，就要对HashMap的数组进行扩容，而在HashMap数组扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置，并放进去，这就是resize。

4）那么HashMap在什么时候扩容合适
当HashMap中的元素个数超过数组大小（数组总大小length，不是数组元素存在的个数size）loadFactor（负载因子） 时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，那么当HashMap中元素个数超过160.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

3.2.1.2 JDK8中的HashMap

1）HashMap在JDK8中的存储结构
HashMap的内部存储结构其实是数组+链表+红黑树的结合。当实例化一个HashMap时，会初始化initialCapacity和loadFactor，在put第一对映射关系时，系统会创建一个长度为initialCapacity的Node数组，这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。
每个bucket中存储一个元素，即一个Node对象，但每一个Node对象可以带一个引用变量next，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Node链。也可能是一个一个TreeNode对象，每一个TreeNode对象可以有两个叶子结点left和right，因此，在一个桶中，就有可能生成一个TreeNode树。而新添加的元素作为链表的last，或树的叶子结点。

2）HashMap进行扩容和树形化
当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数size)loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，那么当HashMap中元素个数超过160.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能
当HashMap中的其中一个链的对象个数如果达到了8个，此时如果capacity没有达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果已经达到了64，那么这个链会变成树，结点类型由Node变成TreeNode类型。当然，如果当映射关系被移除后，下次resize方法时判断树的结点个数低于6个，也会把树再转为链表。

3）关于映射关系的key是否可以修改？

答案：不要修改

映射关系存储到HashMap中会存储key的hash值，这样就不用每次查找都重新计算每个 ENTRY 或 Node（TreeNode）的Hash值了，因此如果已经put到HashMap中的映射关系，再修改key的属性话，而这个属性又参与了hashCode值得计算，那么就会导致匹配不上。

4）总结：JDK1.8相较之前的变化
1）HashMap map = new HashMap();//默认情况下，先不创建长度为16的数组
2）当首次调用map.put()时，再创建长度为16的数组
3）数组为Node类型，在jdk7中称为Entry类型
4）形成链表结构时，新添加的key-value对在链表的尾部（七上八下）
5）当数组指定索引位置的链表长度>8时，且map中的数组的长度> 64时，此索引位置上的所有key-value对使用红黑树进行存储。

3.3 LinkedHashMap

1）概述：LinkedHashMap 是 HashMap 的子类。在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序。与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致。

2）HashMap的内部类：Node

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<K,V> next;
}

3）LinkedHashMap的内部类：Entry

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    Entry<K,V> before, after;
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

3.4 TreeMap

1）TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。
2）TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。
3）TreeMap 的 Key 的排序：

• 自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException。
• 定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key Comparable 接口。

4）TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。

3.5 Hashtable

1）Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就存在了。不同于HashMap，Hashtable是线程安全的。
2）Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询速度快，很多情况下可以互用。
3）与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value。
4）与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序。
5）Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。

3.6 Properties

1）Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件。
2）由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串类型。
3）存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);

四 Collections工具类

4.1 概述

1）Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类
2）Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法。
排序操作：（均为static方法）

reverse(List)：反转List 中元素的顺序
shuffle(List)：对List集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

4.2 Collections常用方法

1）查找、替换

Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection，Comparator)
int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值

2）同步控制：Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

五 常见面试题

1、jdk8后，HashMap极限情况下，存储多少条数据会形成红黑二叉树？
答：极限情况下，存储11条数据会形成红黑树
①链表的元素为8个：当HashMap的链表的数据超过8个的时候，会尝试转换为二叉树
②链表的元素为9个：判断容量是否足够，扩容 162=>32
③链表的元素为10个：判断容量是否足够，扩容 322=>64
④链表元素为11个：转换为红黑二叉树

2、为什么HashMap扩容必须是2倍
答：必须是2的n次方，才有可能让数组中的位置元素都有可能倍占用，否则就会浪费内存了

3、集合类在遍历的时候同时删除某个元素就会报异常：

Java ConcurrentModificationException