Java 集合面试题, Java 中的 HashSet 和 HashMap 有什么区别?
Java 集合面试题, Java 中的 HashSet 和 HashMap 有什么区别?
QA
Step 1
Q:: Java 集合框架的主要接口有哪些？
A:: Java 集合框架的主要接口包括：Collection、List、Set、Queue、Deque 和 Map。其中，Collection 是所有集合类的根接口；List 表示一个有序的元素集合；Set 表示一个不包含重复元素的集合；Queue 通常用于实现队列结构；Deque 是双端队列；Map 是一个键值对集合。
Step 2
Q:: Java 中的 HashSet 和 HashMap 有什么区别？
A:: HashSet 是一个不包含重复元素的集合，基于 HashMap 实现。HashMap 是一个键值对集合，每个键对应一个值。主要区别在于：1. HashSet 只存储值，不存储键，内部使用 HashMap 来实现。2. HashMap 存储键值对，键不允许重复，但值可以重复。3. HashSet 的 add 方法调用的是 HashMap 的 put 方法，并且所有值都存储在 HashMap 的键中，值为一个常量对象。
Step 3
Q:: ArrayList 和 LinkedList 有什么区别？
A:: ArrayList 和 LinkedList 都是 List 接口的实现类，但有以下区别：1. 底层数据结构：ArrayList 基于动态数组实现，而 LinkedList 基于双向链表实现。2. 随机访问：ArrayList 支持高效的随机访问（O(1) 时间复杂度），而 LinkedList 访问元素时需要从头或尾开始遍历（O(n) 时间复杂度）。3. 插入和删除：ArrayList 在中间插入或删除元素时需要移动后续元素（O(n) 时间复杂度），而 LinkedList 仅需修改链表的指针（O(1) 时间复杂度）。4. 内存开销：ArrayList 需要预分配一定的空间，而 LinkedList 由于链表节点的存在会有额外的内存开销。
Step 4
Q:: HashMap 是如何解决哈希冲突的？
A:: HashMap 主要通过链地址法（Separate Chaining）和红黑树（在 Java 8 之后）来解决哈希冲突。当两个不同的键的哈希值相同时，会将这些键值对存储在同一个桶（bucket）中，形成一个链表。在 Java 8 之后，当链表长度超过一定阈值（默认是 8）时，链表会转换成红黑树，以提高查询效率。
Step 5
Q:: ConcurrentHashMap 如何保证线程安全？
A:: ConcurrentHashMap 通过分段锁（Segment Locking）机制来实现线程安全。在 Java 8 之前，ConcurrentHashMap 将整个 Map 划分为多个段，每个段独立加锁，从而允许多线程并发访问不同段中的数据。在 Java 8 之后，ConcurrentHashMap 引入了更细粒度的锁，并使用 CAS 操作和内置的分段机制（Bin）来提高并发性能和吞吐量。