HashMap，ConcurrentHashMap，Hashtable，HashSetTreeMap

【1、HashMap的工作原理？】

答：
A、HashMap基於Hashing原理，通過put()和get()方法存儲與獲取對象。
B、我們將值傳遞給put()方法，它調用鍵對象的hashCode()方法來計算hashcode，然後找到bucket位置來存儲對象。
C、獲取對象時，通過鍵對象的equals()方法找到正確的鍵值對，然後返回值對象。
D、HashMap使用鏈表來解決碰撞問題，當發生碰撞了，對象將會儲存存在鏈表的下一個節點。
E、HashMap在每個鏈表節點中存儲鍵值對對象。

【2、什麼是Hashing原理？】

散列法(Hashing)是一種將字符組成的字符換轉換爲固定長度的數值或索引的方法，稱爲散列法，也叫哈希法。
由於通過更短的哈希值比用原來的值進行數據庫搜索更快，這種方法一般用在數據庫中建立索引進行搜索，同時還用在各種解密算法中。

【3、HashMap中的bucket位置是什麼？】

答：HashMap及其子類，採用Hash算法來決定集合中元素的存儲位置。當系統開始初始化HashMap時，系統會創建一個長度爲capacity的Entry數組。
這個數組裏可以存儲元素的位置被稱爲bucket（桶）。每個bucket都有指定索引，系統可以根據其索引快速訪問該bucket裏存儲的元素。
HashMap的每個bucket（桶）只存儲一個元素Entry，由於Entry對象可以包含一個引用變量，也就是Entry指向另一個Entry依次類推，就形成了一個鏈。

【4、HashMap的讀取實現？】

答：當HashMap的每個bucket裏面只存儲一個Entry，也就是沒有通過指針產生Entry鏈時，此時HashMap具有最好的性能。
當程序取出對應的value時，系統只要先計算出key的hashcode返回值，根據hashode返回值找到該key在table數組中的索引，然後取出索引處的Entry，返回給可以對應的value即可。

public V get(Object key) {   
 // 如果 key 是 null，調用 getForNullKey 取出對應的 value   
 if (key == null)   
         return getForNullKey();   
 // 根據該 key 的 hashCode 值計算它的 hash 碼  
 int hash = hash(key.hashCode());   
 // 直接取出 table 數組中指定索引處的值，  
 for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next){   
         Object k;   
         // 如果該 Entry 的 key 與被搜索 key 相同  
         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key   
                 || key.equals(k)))   
                 return e.value;   
 }   
 return null;   
}   

如果HashMap的每個桶裏只有一個Entry時，HashMap可以根據索引快速的取出桶裏的Entry。
在碰撞問題下，單個桶裏存儲的不是一個Entry，而是一個Entry鏈，系統只有按順序遍歷每個Entry，知道找到目標Entry爲止。
HashMap在底層將key-value作爲一個整體，進行處理。這個整體就是Entry對象。HashMap底層採用一個Entry[]數組來保存所有的key-value。
當需要存儲一個Entry對象時，會根據Hash算法來決定其存儲位置；
先判斷該位置上有沒有Entry，沒有的話就創建一個Entry對象，再在這個位置上插入；
如果有Entry的話，通過鏈表的遍歷方式去逐個遍歷，通過Equals方法將key和已有的key進行比較，看看有沒有已經存在的key，有的話用新的value替換之前的value；如果沒有則在table[i]插入該Entry，把原來的table[i]位置上的Entry賦值給新的Entry的next。所以新的Entry插入的位置永遠是鏈表的最前面。
當需要取出一個Entry對象時，會根據Hash算法找到其存儲位置，直接取出Entry。

【5、當兩個不同的鍵對象的hashcode相同會怎樣？】

答：會儲存在同一個bucket位置的鏈表中。鍵對象的equals()方法用來找到鍵值對。

【6、什麼是HashTable？】

答：哈希表（HashTable）又叫做散列表，是根據關鍵碼值（即鍵值對）而直接訪問的數據結構。也就是說，它通過把關鍵碼映射到表中一個位置來訪問記錄，以加快查找速度

【7、HashMap和Hashtable的區別？】

答：1、繼承的父類不同
Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap繼承自AbstractMap類。但二者都實現了Map接口。
2、線程安全性不同
hashmap：此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問一個哈希映射，而其中至少一個線程從結構上修改了該映射，則它必須保持外部同步。
HashMap和Hashtable都實現了Map接口，但決定用哪一個之前先要弄清楚它們之間的分別。主要的區別有：線程安全性，同步(synchronization)，以及速度。
HashMap幾乎可以等價於Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，並可以接受null(HashMap可以接受爲null的鍵值(key)和值(value)，而Hashtable則不行)。
HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，這意味着Hashtable是線程安全的，多個線程可以共享一個Hashtable；而如果沒有正確的同步的話，多個線程是不能共享HashMap的。
HashMap不能保證隨着時間的推移Map中的元素次序是不變的。
3、key和value是否允許null值
Hashtable中，key和value都不允許出現null值。
但是如果在Hashtable中有類似put(null,null)的操作，編譯同樣可以通過，因爲key和value都是Object類型，但運行時會拋出NullPointerException異常，這是JDK的規範規定的。
HashMap中，null可以作爲鍵，這樣的鍵只有一個；可以有一個或多個鍵所對應的值爲null。
當get()方法返回null值時，可能是 HashMap中沒有該鍵，也可能使該鍵所對應的值爲null。因此，在HashMap中不能由get()方法來判斷HashMap中是否存在某個鍵， 而應該用containsKey()方法來判斷。

【8、什麼是HashSet？】

HashSet實現了Set接口，它不允許集合中有重複的值，當我們提到HashSet時，第一件事情就是在將對象存儲在HashSet之前，要先確保對象重寫equals()和hashCode()方法，這樣才能比較對象的值是否相等，以確保set中沒有儲存相等的對象。如果我們沒有重寫這兩個方法，將會使用這個方法的默認實現。public boolean add(Object o)方法用來在Set中添加元素，當元素值重複時則會立即返回false，如果成功添加的話會返回true。

【9、HashMap與HashSet的區別？】

答：

【10、HashMap中的負載因子0.75是啥意思？】

答：HashMap中默認的容量是16，負載因子爲0.75。由於集合在使用的過程中，不斷的存放數據，當存放的數量達到了16*0.75 = 12的時候就需要把當前的16容量進行擴容。擴容涉及到rehash，複製數據等操作，很消耗性能的。

【11、ConcurrentHashMap】

答：ConcurrentHashMap是Java中的一個線程安全且高效的HashMap實現。平時涉及高併發如果要用map結構，那第一時間想到的就是它。
1、ConcurrentHashMap在JDK8裏結構：

它的優點：結合了HashMap和HashTable。
它的兩個靜態內部類：HsahEntry和segment
它含有16個segment： ConcurrentHashMap將hash表分爲16個桶（默認值），諸如get,put,remove等常用操作只鎖當前需要用到的桶。
它的get方法：count>0,hash找到HashEntry,hash相等並且key相同，若取value爲null，加鎖重新獲取。
它的remove方法：加鎖，每刪除一個元素就將那之前的元素克隆一邊。因爲設置爲第一次next之後不能再改變。
它的size（）方法：2次不鎖住segment方式統計各個segment的大小，若count發生變化，採用加鎖方式統計。modCount變量，在put，remove和clean方法裏操作元素，modcount加1.

【12、什麼是紅黑樹算法？】

答： 紅黑樹又稱紅-黑二叉樹，它首先是一顆二叉樹，它具體二叉樹所有的特性。同時紅黑樹更是一顆自平衡的排序二叉樹。
基本的二叉樹都需要滿足一個基本性質，樹中的任何節點的值大於它的左側子節點，且小於右側子節點，這樣使得樹的檢索效率大大提高。
但是二叉樹非常容易失衡（一邊倒），這樣會導致檢索效率大大降低。因此出現了一系列的算法，像：AVL、SBT、伸展樹、TREAP、紅黑樹等。
這樣二叉樹就平衡了，它的左右兩個子樹的高度差絕對值不超過1，左右都是一顆平衡二叉樹。【後續跟進此類型的算法...】

【13、什麼是TreeMap？】

答：TreeMap繼承AbstractMap，實現NavigableMap、Cloneable、Serializable三個接口。其中AbstractMap表明TreeMap爲一個Map即支持key-value的集合， NavigableMap（更多）則意味着它支持一系列的導航方法，具備針對給定搜索目標返回最接近匹配項的導航方法 。
【1】TreeMap中的元素默認按照keys的自然排序排列。（對Integer來說，其自然排序就是數字的升序；對String來說，其自然排序就是按照字母表排序）

//創建一個空集合，按照自然順序排列
     TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();
     //創建一個空TreeMap，按照指定的comparator排序
    TreeMap<Integer, String> map = new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());
    map.put(3, "val");
    map.put(2, "val");
    map.put(1, "val");
    map.put(5, "val");
    map.put(4, "val");
    System.out.println(map); // {5=val, 4=val, 3=val, 2=val, 1=val}

     //map創建一個TreeMap，keys按照自然排序
     Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
     map.put(1, "val");
     map.put(1, "val");
     map.put(5, "val");
        map.put(4, "val");
    TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>(map);