1. 基本概念

1.1 三个特征：封装、继承、多态

封装：

1. 把对象数据和方法封装成一个整体对外提供；
2. 对象是封装的基本单位；
3. 好处：减少耦合、可任意修改内部实现、可对成员进行更精确的控制、隐藏信息具备安全性.

继承：

1. 子类继承父类，可在父类的基础上扩展方法和属性；子类是父类的特殊化。
2. 子类可拥有父类私有属性和方法，但是并不能使用。

多态：

1. 多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力，编译期间无法确定具体使用的对象，需要等到运行期间才能确定。
2. 优点：灵活、可扩充。
3. 多态存在的三个必要条件：继承、重写、向上转型（Parent p = new Child();）。

//多态的使用场景：动态获取对象
Animal p = getAnimal(x);

public Animal getAnimal(int x){
    if(x == 0){
        //向上转型
        return new Cat();
    }else{
        return new Dog();
    }
}

2. 嵌套类

3. 集合类

3.1 Map

接口	实现类	数据结构	线程安全	有序	key可重复
Map	HashMap	数组+链表+红黑树	否	否	否
Map	LinkedHashMap	双链表	否	是（与插入顺序一致）	否
Map	TreeMap	红黑树	否	是	否
Map	IdentifyHashMap		否	是	否
Map	WeakHashMap		否	是	否
Map	HashTable		否	是（对所有key-value进行排序）	否

3.1.1 HashMap

3.1.1.1 数据结构

HashMap实现原理

1. 首先生成一个数组，数组中存储的是Node；
2. 当新增元素时，先计算key的hash值来确定存储在数组的位置array[(n - 1) & hash]，如果该位置无数据则直接存储，如果有数据则存储到已有Node的后面。
3. 当链表长度超过8，且数组长度超过64，采用TreeNode的数据结构存储数据。

//HashMap包含两种Node
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;
}

static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
        TreeNode<K,V> parent;  // red-black tree links
        TreeNode<K,V> left;
        TreeNode<K,V> right;
        TreeNode<K,V> prev;    // needed to unlink next upon deletion
        boolean red;
        TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, val, next);
        }
 
 }

3.1.1.2 存取机制

取数据

1. 找到数组中第一个Node的位置： table[(n-1)&hash(key)]
2. 遍历链表找到key值相等的Node

public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
    }
    
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab;//Entry对象数组
	Node<K,V> first,e; //在tab数组中经过散列的第一个位置
	int n;
	K k;
	/*找到插入的第一个Node，方法是hash值和n-1相与，tab[(n - 1) & hash]*/
	//也就是说在一条链上的hash值相同的
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
	/*检查第一个Node是不是要找的Node*/
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))//判断条件是hash值要相同，key值要相同
                return first;
	  /*检查first后面的node*/
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
				/*遍历后面的链表，找到key值和hash值都相同的Node*/
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

存数据

1. 如果table的在（n-1）&hash的值是空，就新建一个节点插入在该位置
2. 如果有数据则检查key是否相等，相等则更新value值
3. 如果不相等则检查next是否有值，有值则依次向后寻找
4. 如果冲突的节点数已经达到8个，看是否需要改变冲突节点的存储结构，首先判断当前hashMap的长度，如果不足64，只进行扩容table，如果达到64，那么将冲突的存储结构为红黑树

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; 
	Node<K,V> p; 
	int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
	/*如果table的在（n-1）&hash的值是空，就新建一个节点插入在该位置*/
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
	/*表示有冲突,开始处理冲突*/
        else {
            Node<K,V> e; 
	    K k;
	/*检查第一个Node，p是不是要找的值*/
            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) {
		/*指针为空就挂在后面*/
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
		       //如果冲突的节点数已经达到8个，看是否需要改变冲突节点的存储结构，　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　//treeifyBin首先判断当前hashMap的长度，如果不足64，只进行
                        //resize，扩容table，如果达到64，那么将冲突的存储结构为红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
		/*如果有相同的key值就结束遍历*/
                    if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
	/*就是链表上有相同的key值*/
            if (e != null) { // existing mapping for key，就是key的Value存在
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;//返回存在的Value值
            }
        }
        ++modCount;
     /*如果当前大小大于门限，门限原本是初始容量*0.75*/
        if (++size > threshold)
            resize();//扩容两倍
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

3.1.1.3 扩容机制

1. 默认数组大小是16，创建HashMap时可指定初始容量
2. 填充比默认是0.75，如果数组中元素达到0.75*初始容量，则扩容为原来的两倍，填充比也可在创建时指定
3. 扩容后生成新的数组，需要原有节点的链表重新计算，因为n变成了2n，索引(n-1)&hash也变化了，将原有链表一分为二，hash&oldCap为奇数和偶数的两条链表。

3.1.1.4 红黑树改进

1. 最坏的情况下，所有的key都映射到同一个桶中，这样hashmap就退化成了一个链表——查找时间从O(1)到O(n)。
2. 使用红黑树后时间复杂度为O(logn)。

3.1.2 TreeMap

3.2 List

接口	实现类	数据结构	线程安全	有序	可重复	特点
List	ArrayList	数组	否	是	是	易查找，不易增删
List	LinkedList	双向链表	否	是	是	易增删，不易查找
List	Vector	数组	是	是	是	易查找，不易增删
List	Stack	数组	是	是	是	易查找，不易增删

Vector：缺省的情况下，增长为原数组长度的一倍。

ArrayList：自动增长原数组的50%。

Stack是Vector提供的一个子类，用于模拟栈这种数据结构。

LinkedList:也有contains/get(i)/indexOf方法，虽然效率比较低； LinkedListimplement List,Deque。实现List接口，能对他进行队列操作，即可以根据索引来随机访问集合中元素。同时他还实现Deque接口，即能将LinkedList当做双端队列使用。自然也可以被当做“栈来使用”。

3.3 Set

Set解析

接口	实现类	数据结构	线程安全	有序	可重复	特点
Set	HashSet	HashMap	否	否	否	增删比LinkedHashSet快
Set	LinkedHashSet	LinkedHashMap	否	是	否	遍历比HashSet快
Set	TreeSet	TreeMap	否	是	否	有序，性能最差
Set	EnumSet		否	否	否	性能最佳

3.3.1 HashSet

HashSet中的所有元素都是保存在HashMap的key中，value则是使用的PRESENT对象，该对象为static final。

public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

3.3.2 TreeSet

自然排序

TreeSet 会调用集合元素的compareTo（Object obj）方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排序，即自然排序。

定制排序

1.返回 1 那么当前的值会排在 被比较者 后面。

2.返回 0 那么当前的值【不会被加入到 TreeSet 中】，因为当前的值【被认为 是跟现有的某一个值相等】。

3.返回 -1 会被添加到 被比较者 的前边。

TreeSet set = new TreeSet(new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Person p1 = (Person) o1;
        Person p2 = (Person) o2;
        //按照年龄从大到小排
        return p2.age - p1.age;
    }
});


//jdk 8中的比较器，简化写法
Comparator<Person> comparator = (a,b) -> b.age-a.age;
TreeSet set1 = new TreeSet(comparator);

//遍历
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Person p = (Person) iterator.next();
    System.out.println(p.name + " " + p.age);
}

3.4 Queue

接口	实现类	特点
Deque	LinkedList、ArrayDeque	双端队列。可以同时从两端（队列头部和尾部）添加、删除元素。所以可以用来实现栈的数据结构。
Queue	PriorityQueue	优先队列，可自定义排序，使得队列中的元素按照预设排序方法排序，因此并非严格遵循先进先出原则

peek() / element() :在不移除的情况下返回队头;element在peek的基础上进行了判断，为空时抛异常。

poll() / remove() :移除返回队头;remove在poll的基础上进行了判断，为空时抛异常。

public E element() {
    E x = peek();
    if (x != null)
        return x;
    else
        throw new NoSuchElementException();
}

public E remove() {
    E x = poll();
    if (x != null)
        return x;
    else
        throw new NoSuchElementException();
}

---

实现类	数据结构	边界	线程安全	并发特性	特点
ArrayBlockingQueue	数组	有界(因为是数组)		阻塞	简单，数组结构
LinkedBlockingQueue	链表	可以指定大小(默认为MaxInt)		阻塞	链表
ConcurrentLinkedQueue	链表	无界		cas无锁	无锁，多消费者
DelayQueue	堆	无界		阻塞	实现延时效果

各种常见queue

场景选择

• 可以预估队列有界，可以选择ArrayBlockingQueue
• 单生产者，单消费者 用 LinkedBlockingqueue
• 多生产者，单消费者 用 LinkedBlockingqueue
• 单生产者 ，多消费者 用 ConcurrentLinkedQueue
• 多生产者 ，多消费者 用 ConcurrentLinkedQueue
• 如果是有延时效果，可以选 DelayQueue

4. 构造函数、析构函数

4.1 构造函数

执行顺序

4.2 析构函数

c++中析构函数是在 删除对象时调用，进行资源的释放。在java中有自动的内存回收机制，不需要程序员主动删除对象。而jvm垃圾回收前，会先调用finalize()，而finalize()相当于析构函数的“替代品”。

只有当垃圾回收器释放该对象的内存时，才会执行finalize()（如果该对象定义了此方法）。如果在 Applet 或应用程序退出之前垃圾回收器没有释放内存，垃圾回收器将不会调用finalize()。

除非垃圾回收器认为你的 Applet 或应用程序需要额外的内存，否则它不会试图释放不再使用的对象的内存。换句话说，这是完全可能的：一个 Applet 给少量的对象分配内存，没有造成严重的内存需求，于是垃圾回收器没有释放这些对象的内存就退出了。 显然，如果你为某个对象定义了finalize() 方法，JVM 可能不会调用它，因为垃圾回收器不曾释放过那些对象的内存。调用System.gc() 也不会起作用，因为它仅仅是给 JVM 一个建议而不是命令。

Java 1.1 通过提供一个System.runFinalizersOnExit() 与finalize()联合使用，不像System.gc() 方法那样，System.runFinalizersOnExit() 方法并不立即试图启动垃圾回收器。而是当应用程序或 Applet 退出时，它调用每个对象的finalize() 方法。通过调用System.runFinalizersOnExit() 方法强制垃圾回收器清除所有独立对象的内存，可能会引起明显的延迟。

5. 继承

6. 接口、抽象类