Java 集合是 Java 面试中的 高频核心知识点，几乎所有 Java 面试都会问到，例如：

• ArrayList 和 LinkedList 区别

• HashMap 原理

• HashMap 为什么线程不安全

• HashMap 扩容机制

• ConcurrentHashMap 原理

• Set 和 List 区别

本文系统整理 Java集合框架 + 面试常问知识点。

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一、Java集合框架整体结构

Java 集合主要分为 两大体系：

Collection（单列集合）
Map（双列集合）

整体结构：

                Collection
                   |
       --------------------------------
       |               |              |
      List            Set           Queue
       |
  ArrayList
  LinkedList
  Vector


Map
 |
 -------------------------
 |            |           |
HashMap     TreeMap   Hashtable
 |
LinkedHashMap
 |
ConcurrentHashMap

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二、Collection 接口

Collection 是 所有单列集合的父接口。

主要子接口：

List
Set
Queue

常用方法：

add()
remove()
size()
clear()
contains()
isEmpty()
iterator()

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三、List 集合（有序、可重复）

List 的特点：

• 有序

• 可重复

• 支持下标访问

常见实现类：

ArrayList
LinkedList
Vector

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四、ArrayList 原理（面试重点）

ArrayList 是 最常用的集合。

底层结构：

动态数组

源码核心：

transient Object[] elementData;

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1 ArrayList 默认容量

new ArrayList()

初始容量：

0

第一次添加元素后：

10

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2 ArrayList 扩容机制（重点）

扩容规则：

原容量 × 1.5

例如：

10 → 15 → 22 → 33

源码逻辑：

add()
 ↓
ensureCapacity()
 ↓
grow()
 ↓
Arrays.copyOf()

核心代码：

newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

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3 ArrayList 优缺点

优点：

• 查询快（随机访问）

• 内存连续

缺点：

• 插入删除慢

• 扩容有性能损耗

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五、LinkedList 原理

LinkedList 底层是：

双向链表

结构：

Node{
    prev
    item
    next
}

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LinkedList 特点

优点：

• 插入快

• 删除快

缺点：

• 查询慢

因为需要遍历链表。

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六、ArrayList 和 LinkedList 区别（高频面试题）

对比	ArrayList	LinkedList
底层结构	动态数组	双向链表
查询	快	慢
插入删除	慢	快
内存占用	少	多
线程安全	不安全	不安全

总结：

查询多用 ArrayList
增删多用 LinkedList

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七、Vector（了解）

Vector 是 线程安全的 List。

线程安全方式：

synchronized

例如：

public synchronized boolean add(E e)

缺点：

• 性能低

因此现在基本被：

ArrayList

替代。

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八、Set 集合（不允许重复）

Set 特点：

• 无序

• 不允许重复

常见实现类：

HashSet
LinkedHashSet
TreeSet

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九、HashSet 原理

HashSet 底层其实是：

HashMap

源码：

private transient HashMap<E,Object> map;

存储结构：

value 固定为 Object

示例：

map.put(e,PRESENT);

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HashSet 去重原理

核心依赖：

hashCode()
equals()

执行流程：

hashCode()
   ↓
判断桶位置
   ↓
equals()
   ↓
判断是否相同

因此如果想让对象去重：

必须重写：

equals()
hashCode()

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十、TreeSet

TreeSet 底层：

红黑树

特点：

自动排序

例如：

TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();

排序方式：

1️⃣ 自然排序

2️⃣ Comparator 排序

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十一、Map 集合

Map 是 键值对集合：

key → value

特点：

• key 不可重复

• value 可以重复

常见实现类：

HashMap
LinkedHashMap
TreeMap
Hashtable
ConcurrentHashMap

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十二、HashMap 原理（面试重点）

HashMap 是面试 最重要集合。

底层结构：

数组 + 链表 + 红黑树

结构：

Node<K,V>[]

JDK1.8 之后：

数组 + 链表 + 红黑树

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十三、HashMap 存储流程

执行：

put(key,value)

流程：

key.hashCode()
     ↓
数组下标
     ↓
判断是否冲突
     ↓
链表 / 红黑树

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十四、HashMap 为什么是 2 的幂

HashMap 默认容量：

16

原因：

为了提高 哈希计算效率。

计算数组位置：

index = (n-1) & hash

比 % 运算更快。

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十五、HashMap 扩容机制

默认容量：

16

负载因子：

0.75

扩容条件：

size > capacity × loadFactor

例如：

16 × 0.75 = 12

当元素超过 12 就会扩容。

扩容规则：

容量 × 2

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十六、HashMap 什么时候变成红黑树

JDK1.8 之后优化。

当链表长度：

≥ 8

会转换成：

红黑树

当长度：

≤ 6

又会退化成：

链表

这样可以提高查询效率。

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十七、HashMap 为什么线程不安全

在多线程情况下：

resize()

可能导致：

死循环
数据丢失

因此 HashMap 不是线程安全。

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十八、ConcurrentHashMap（高频）

为了解决 HashMap 线程安全问题。

JDK1.7：

Segment + HashEntry

分段锁。

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JDK1.8：

CAS + synchronized

锁粒度更小。

因此性能更高。

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十九、HashMap vs Hashtable

对比	HashMap	Hashtable
线程安全	不安全	安全
性能	高	低
null	允许	不允许

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二十、Collections 工具类

Collections 是集合工具类。

常见方法：

排序：

Collections.sort(list);

最大值：

Collections.max(list);

最小值：

Collections.min(list);

反转：

Collections.reverse(list);

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二十一、Iterator 迭代器

Iterator 用于遍历集合。

示例：

Iterator<String> it = list.iterator();

while(it.hasNext()){
    System.out.println(it.next());
}

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二十二、Java集合线程安全方案

常见方式：

1️⃣ Vector

2️⃣ Collections.synchronizedList()

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());

3️⃣ ConcurrentHashMap

推荐使用：

ConcurrentHashMap

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二十三、Java集合常见面试题总结

高频问题：

1️⃣ ArrayList 和 LinkedList 区别
2️⃣ ArrayList 扩容机制
3️⃣ HashMap 原理
4️⃣ HashMap 为什么线程不安全
5️⃣ HashMap 扩容机制
6️⃣ HashMap 为什么容量是 2 的幂
7️⃣ HashSet 去重原理
8️⃣ ConcurrentHashMap 原理
9️⃣ TreeSet 底层结构
🔟 HashMap JDK1.7 和 1.8 区别

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总结

Java 集合框架核心知识：

List
Set
Map

重点掌握：

ArrayList
LinkedList
HashMap
HashSet
ConcurrentHashMap

因为这些几乎是 Java 面试必问知识点。