Java的数据结构相关的类实现原理
java cas 原理
java cas 原理
CAS（Compare and Swap）是一种原子操作，用于在多线程环境下实现无锁数据结构。
Java中的CAS原理主要包括以下几个方面：
1. CAS操作包含三个参数：内存位置、预期值和新值。
当内存位置的值与预期值相等时，将内存位置的值更新为新值，否则不进行任何操作。
整个过程是原子的，即要么成功更新，要么保持不变。
2. Java中的CAS操作是通过sun.misc.Unsafe类实现的。
Unsafe 类提供了一组底层操作方法，可以对内存进行直接操作，从而实现高性能的数据结构和算法。
3. CAS操作通常需要配合volatile关键字使用，以确保变量的可见性。
当一个变量被声明为volatile时，它会保证所有线程都能看到该变量的最新值。
4. CAS操作虽然可以实现无锁数据结构，但在某些情况下仍然可能出现问题。
例如，当多个线程同时尝试更新同一个变量时，可能导致“ABA”问题。
为了解决这个问题，可以使用版本号或时间戳等机制来确保数据的一致性。
总之，Java中的CAS原理是一种基于原子操作的无锁数据结构
技术，通过Unsafe类提供的底层操作方法实现。
虽然CAS操作可以提高程序的性能，但在使用时需要注意数据一致性和并发控制等问题。
java treemap实现原理
java treemap实现原理Java TreeMap是Java中非常常用的一种数据结构，使用红黑树作为其底层实现。
它提供了一种将键映射到值的方式，键是唯一的，并且按照升序进行排序。
Java TreeMap的实现原理是非常有趣的，它主要涉及到红黑树、迭代器、比较器等知识点。
在本文中，我们将深入了解Java TreeMap的实现原理，并理解如何在代码中使用它。
1. 红黑树红黑树是一种自平衡的二叉搜索树。
它通过保持一些简单规则来保证树的平衡，以确保左右子树的高度之差不超过1，并且保证每个节点的颜色都为红色或黑色。
这些规则允许红黑树保持在O(log n)的时间复杂度下进行插入、搜索和删除操作。
在Java TreeMap中，红黑树被用作底层存储结构。
当添加一个新的键值对时，它会首先检查根节点是否为空。
如果是，则创建一个新的节点并将其设置为根节点。
否则，它会沿着树的路径查找适当的叶子节点，并将其插入为其左侧或右侧的子节点。
为了保持树的平衡，通过旋转和重新着色来调整节点的颜色和位置。
每个节点都有一个颜色标记，标记为红色或黑色，红色表示该节点是一个违反规则的节点，黑色表示该节点是一个符合规则的节点。
2. TreeMap的比较器Java TreeMap还有另一个重要的组件，即比较器。
所有元素的排序都是通过比较器来定义的。
比较器定义了如何将元素按照升序排列，应该提供一个实现了 Comparator 接口的类。
在Java TreeMap的实现中，比较器用来将元素按照顺序排列。
它允许 TreeMap 将元素按照自定义顺序排序而不是按照它们的自然顺序排序。
也就是说，比较器的作用是自定义元素排序的规则并将其存储在TreeMap中。
3. TreeMap的迭代器Java TreeMap还提供了迭代器，用于遍历TreeMap中的元素。
什么是迭代器？迭代器是用于遍历集合或列表中元素的指针。
在Java中，每个集合或列表都可以通过iterator() 方法返回它的迭代器。
hashtable底层原理
hashtable底层原理Hashtable底层原理Hashtable是一种常见的数据结构，它可以快速地进行数据的查找和插入操作。
在Java中，Hashtable是一个非常常用的类，它的底层实现是基于哈希表的。
本文将从哈希表的基本原理、哈希函数的设计、哈希冲突的处理以及Hashtable的实现等方面来介绍Hashtable的底层原理。
一、哈希表的基本原理哈希表是一种基于数组的数据结构，它通过哈希函数将数据映射到数组的某个位置上。
哈希函数的设计是哈希表的关键，它决定了数据在数组中的位置。
哈希表的基本操作包括插入、查找和删除。
插入操作将数据插入到哈希表中，查找操作根据关键字查找数据，删除操作将数据从哈希表中删除。
二、哈希函数的设计哈希函数的设计是哈希表的关键，它决定了数据在数组中的位置。
哈希函数的设计需要满足以下几个条件：1. 映射范围：哈希函数需要将数据映射到数组的某个位置上，因此哈希函数的返回值需要在数组的范围内。
2. 均匀性：哈希函数需要将数据均匀地映射到数组的各个位置上，这样可以避免哈希冲突的发生。
3. 碰撞概率：哈希函数需要尽可能地减少哈希冲突的发生，这样可以提高哈希表的效率。
常见的哈希函数包括直接寻址法、除留余数法、数字分析法、平方取中法、折叠法等。
三、哈希冲突的处理哈希冲突是指不同的数据经过哈希函数映射到数组的同一个位置上。
哈希冲突的发生是不可避免的，因此需要采取一些方法来处理哈希冲突。
常见的哈希冲突处理方法包括开放地址法和链地址法。
开放地址法是指当哈希冲突发生时，继续寻找数组中的下一个空位置，直到找到为止。
链地址法是指将哈希冲突的数据存储在链表中，每个数组位置上存储一个链表头指针，指向链表的第一个节点。
四、Hashtable的实现Hashtable是Java中的一个非常常用的类，它的底层实现是基于哈希表的。
Hashtable的实现采用了链地址法来处理哈希冲突。
当哈希冲突发生时，将数据存储在链表中，每个数组位置上存储一个链表头指针，指向链表的第一个节点。
arraylistremove原理
ArrayList的remove原理1. ArrayList简介ArrayList是Java中常用的集合类之一，它实现了List接口，基于动态数组的数据结构。
ArrayList可以存储任意类型的对象，并且可以动态地增加或删除元素，具有灵活性和高效性。
2. remove方法的功能ArrayList的remove方法用于从列表中删除指定的元素。
它有两种重载形式： - remove(int index): 删除指定索引位置的元素，并返回被删除的元素。
-remove(Object obj): 删除列表中第一个匹配的元素，并返回true；如果列表中不存在该元素，则返回false。
3. remove方法的底层实现原理ArrayList的底层是一个数组，当调用remove方法时，它会首先根据索引或元素值查找要删除的元素。
然后，它会将被删除元素之后的所有元素向前移动一个位置，以填补被删除元素的空缺。
具体来说，ArrayList的remove方法会执行以下步骤： 1. 检查索引是否合法。
如果索引小于0或大于等于列表的大小，则抛出IndexOutOfBoundsException异常。
2. 根据索引或元素值查找要删除的元素。
如果是根据索引删除元素，则直接获取该索引位置的元素；如果是根据元素值删除元素，则使用equals方法逐个比较元素，直到找到匹配的元素。
3. 将被删除元素之后的所有元素向前移动一个位置，以填补被删除元素的空缺。
这是通过使用System.arraycopy方法实现的，该方法是Java提供的高效数组复制方法。
4. 更新列表的大小，将size减1。
5. 返回被删除的元素。
4. remove方法的时间复杂度分析ArrayList的remove方法的时间复杂度取决于删除位置的索引值。
在最坏的情况下，即删除第一个元素或最后一个元素时，需要移动所有元素，时间复杂度为O(n)。
而在平均情况下，时间复杂度为O(n/2)，即O(n)。
java中的原子类实现原理
java中的原子类实现原理Java中的原子类是一种多线程并发编程的工具，可以实现线程安全的操作。
它能够确保在并发环境下，多个线程对共享变量进行操作时的正确性和一致性。
原子类的实现原理主要依赖于底层的硬件支持和CAS（Compare and Swap）操作。
CAS是一种无锁的原子操作，它由三个操作数组成：内存地址V、旧的预期值A和新的值B。
当且仅当V的值等于A时，将V的值设置为B，否则不做任何操作。
CAS操作是原子的，因为它使用底层硬件提供的原子指令来实现。
在Java中，原子类是通过内存模型（Memory Model）和CAS操作来实现的。
内存模型定义了多线程并发执行时，共享变量的可见性和操作的顺序性。
原子类利用了内存模型的特性，保证了多线程环境下的线程安全。
原子类的实现原理可以简单分为两个方面：内存模型和CAS操作。
内存模型定义了共享变量的可见性和操作的顺序性。
在多线程环境下，每个线程都有自己的工作内存，用于保存线程的局部变量和共享变量的副本。
当一个线程对共享变量进行修改时，必须将修改后的值刷新到主内存中，以便其他线程能够看到这个修改。
而当一个线程需要读取共享变量时，必须将主内存中的值加载到自己的工作内存中，以便操作。
CAS操作是一种无锁的原子操作，它使用底层硬件提供的原子指令来实现。
CAS操作包含了三个操作数：内存地址V、旧的预期值A和新的值B。
当且仅当V的值等于A时，将V的值设置为B，否则不做任何操作。
CAS操作是原子的，因为它使用了底层硬件提供的原子指令来保证操作的原子性。
在原子类的实现中，CAS操作是非常关键的。
原子类中的每个方法都是通过CAS操作来实现的。
当一个线程调用原子类的方法时，它首先会读取共享变量的值到自己的工作内存中，然后对这个值进行操作，最后使用CAS操作将修改后的值写回主内存。
如果CAS操作失败，说明其他线程已经修改了共享变量的值，当前线程需要重新读取共享变量的值，并重新进行操作。
java map底层实现原理
java map底层实现原理JavaMap底层实现原理是什么？Map是一种数据结构，用于存储键值对映射关系。
Java中的Map接口定义了一组操作，如put（插入键值对）、get（获取键值对）、remove（移除键值对）等。
在Java中，有多种Map实现类，如HashMap、TreeMap、LinkedHashMap等。
其中，HashMap是应用最广泛的一种Map实现类。
那么，HashMap的底层实现原理是什么呢？HashMap底层使用了一个数组来存储键值对。
数组的每个元素都是一个链表，用于解决哈希冲突（即不同的键映射到相同的索引位置）。
当插入或获取一个键值对时，首先根据键的哈希码计算出该键值对应的数组索引位置，然后在该位置的链表中查找该键的节点。
因为哈希算法不是完美的，所以不同的键可能会映射到相同的数组索引位置，这就产生了哈希冲突。
为了解决哈希冲突，HashMap使用了链表法，即在同一数组索引位置上维护一个链表，每个链表节点存储一个键值对。
当发生哈希冲突时，新的键值对会被插入到该链表的尾部。
当一个键需要被查找时，HashMap首先根据该键的哈希码计算出对应的数组索引位置，然后在该位置的链表中进行线性查找，直到找到该键或者遍历完整个链表。
当HashMap的键值对数量达到一定阈值（默认为0.75倍的数组容量），就会触发扩容操作，即新建一个更大的数组，并将原有数组中的键值对重新哈希到新数组中。
总的来说，HashMap底层使用哈希表实现，通过哈希算法将键映射到数组索引位置，并使用链表法解决哈希冲突。
这种实现方式具有高效的插入、查找、删除操作，是应用最广泛的一种Map实现类。
Java核心数据结构（List、Map、Set）原理与使用技巧
Java核⼼数据结构（List、Map、Set）原理与使⽤技巧JDK提供了⼀组主要的数据结构实现，如List、Set等常⽤数据结构。
这些数据都继承⾃java.util.Collection接⼝，并位于java.util包内。
⼀、List接⼝最重要的三种List接⼝实现：ArrayList、Vector、LinkedList。
它们的类图如下：可以看到，3种List均来⾃AbstratList的实现。
⽽AbstratList直接实现了List接⼝，并扩展⾃AbstratCollection。
ArrayList和Vector使⽤了数组实现，可以认为，ArrayList封装了对内部数组的操作。
⽐如向数组中添加、删除、插⼊新的元素或数组的扩展和重定义。
对ArrayList或者Vector的操作，等价于对内部对象数组的操作。
ArrayList和Vector⼏乎使⽤了相同的算法，它们的唯⼀区别可以认为是对多线程的⽀持。
ArrayList没有对⼀个⽅法做线程同步，因此不是线程安全的。
Vector中绝⼤多数⽅法都做了线程同步，是⼀种线程安全的实现。
因此ArrayList和Vector的性能特性相差⽆⼏。
LinkedList使⽤了循环双向链表数据结构。
LinkedList由⼀系列表项连接⽽成。
⼀个表项总是包含3个部分：元素内容、前驱表项和后驱表项。
如图所⽰：LinkedList的表项源码：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;}}⽆论LinkedList是否为空，链表都有⼀个header表项，它既是链表的开始，也表⽰链表的结尾。
java list.sort原理
java list.sort原理
Java中的List接口没有提供排序方法，但是ArrayList和LinkedList这两个实现类都实现了排序相关的接口。
ArrayList是基于数组实现的，使用Arrays.sort()方法来进行排序。
其原理是采用快速排序（Quick Sort）算法，具体来说，
就是选择一个基准元素，将数组划分成两个子数组，然后对这两个子数组递归地进行排序，直到整个数组有序。
LinkedList是基于链表实现的，使用Collections.sort()方法来进
行排序。
其原理是先将链表转化为数组，然后使用
Arrays.sort()方法进行排序，最后再将排序好的数组转化为链表。
由于LinkedList的底层数据结构是链表，不支持随机访问，因此转化为数组的过程会耗费额外的时间和空间。
需要注意的是，以上的排序原理只适用于基本数据类型或实现了Comparable接口的自定义类型。
如果需要对不具有自然顺
序的类型进行排序，可以使用Comparator接口来自定义排序
规则。
java hashmap的底层原理
java hashmap的底层原理Java的HashMap是一种常用的数据结构，用于存储键值对。
它的底层实现原理是基于哈希表。
哈希表是一种以键值对存储和访问数据的数据结构。
它通过将键映射到哈希表中的一个位置来快速访问值。
在Java的HashMap中，键和值都可以为任意类型的对象。
HashMap的底层实现是一个数组，数组的每个元素称为一个桶(bucket)。
每个桶中存储了一个链表的头节点，链表中的每个节点都是一个键值对。
当插入一个键值对时，HashMap首先根据键的哈希码(hash code)计算出它在数组中的桶的位置，然后将键值对插入到该链表的头部。
在进行插入、查找或删除操作时，HashMap首先根据键的哈希码计算出它在数组中的桶的位置，然后遍历该桶的链表，找到对应的节点。
这个过程称为哈希冲突的解决，即多个键映射到同一个桶的情况。
当哈希冲突发生时，HashMap使用链表法来解决。
链表法是指在桶中使用链表来存储多个键值对，当发生哈希冲突时，新的键值对会插入到链表的头部。
这样，在查找或删除操作时，只需要遍历链表即可找到对应的节点。
然而，当链表过长时，会导致查找或删除操作的时间复杂度变高。
为了解决这个问题，Java的HashMap在链表长度达到一定阈值时，会将链表转换为红黑树。
红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，它的插入、查找和删除操作的时间复杂度都是O(log n)。
除了链表转红黑树之外，HashMap还会在数组的长度达到一定阈值时，进行扩容操作。
扩容操作会重新计算每个键的桶位置，然后将所有节点重新插入新的桶中。
这样可以保证哈希表的装载因子在一个合理的范围内，提高HashMap的性能。
在使用HashMap时，需要注意键的类型应该正确实现hashCode()和equals()方法，以确保它们的哈希码和相等性判断是正确的。
否则，可能会导致键在哈希表中无法正确定位。
由于哈希表是无序的，遍历HashMap的键值对时，得到的顺序是不确定的。
javahashmap底层原理
javahashmap底层原理HashMap是Java中常用的集合类之一，它是基于哈希表实现的。
哈希表是一种根据键的哈希码值直接进行访问的数据结构。
它通过使用一个数组来存储键值对，数组的每个元素称为桶(bucket)。
每个桶可以存储一个或多个键值对。
HashMap使用键的哈希码值作为索引，将键值对存储在相应的桶中。
在Java的HashMap中，哈希码值是通过调用键的hashCode(方法生成的。
每个键的哈希码值是唯一的，就像每个对象的内存地址一样。
对于两个不同的键，它们可能生成相同的哈希码值，这种情况被称为哈希冲突。
当发生哈希冲突时，HashMap使用链表来解决冲突。
每个桶可以存储多个键值对，它们以链表的形式连接在一起。
在Java 8之后，当链表长度超过8时，HashMap会将链表转换为红黑树进行优化，以提高性能。
为了支持快速访问，Java的HashMap还使用了一个重要的概念：负载因子(load factor)。
负载因子是桶数组长度与实际存储元素数量之比。
当实际存储元素数量超过负载因子与桶数组长度的乘积时，HashMap会自动进行扩容操作。
当HashMap需要扩容时，它会创建一个更大的桶数组，并重新计算每个键的哈希码值，将键值对重新分布到新的桶中。
这个过程实际上是非常耗时的，因为需要重新计算哈希码值并重新分配键值对。
另外，Java的HashMap还实现了键的比较操作。
当我们使用get(方法根据键来访问值时，HashMap会首先计算键的哈希码值，然后找到对应的桶，然后使用equals(方法来比较键是否相等。
如果两个键相等，则返回对应的值，否则返回null。
总结一下，Java的HashMap底层原理可以归纳为以下几点：1.使用哈希表作为底层数据结构，通过将键的哈希码值映射到桶数组中来访问键值对。
2.当发生哈希冲突时，使用链表来解决冲突，长度超过8时会转换为红黑树。
3.使用负载因子来控制扩容操作，以提供较快的访问性能。
java map的实现原理
Java Map的实现原理详解1. 简介Map是Java集合框架中的一种接口，用于存储键值对（key-value pair）。
在Map 中，每个键对应一个值，并且键是唯一的，而值可以重复。
Map提供了快速查找和访问值的方法，因此在开发中经常被使用。
在Java中，有几种Map的实现类，如HashMap、TreeMap、LinkedHashMap等。
本文将详细讲解Java Map的实现原理，包括HashMap的实现原理和TreeMap的实现原理，着重解释底层数据结构和操作流程，以及各自的优劣势。
2. HashMap的实现原理HashMap是Java中最常用的Map实现类之一，它基于哈希表的原理实现。
下面将详细介绍HashMap的底层数据结构和操作流程。
2.1 底层数据结构HashMap底层的数据结构是一个数组，每个数组元素称为桶（bucket）。
每个桶是一个链表，用于存储具有相同哈希码的键值对。
当链表长度超过8时，链表将转换为红黑树，以提高查找效率。
2.2 存储过程当使用put()方法向HashMap中添加元素时，具体的存储过程如下：1.首先，根据键的哈希码计算键值对应的桶索引。
2.如果桶为空，直接将键值对存储在该桶中。
3.如果桶非空，则遍历链表或红黑树，判断是否存在相同的键。
4.如果存在相同的键，则更新对应的值。
5.如果不存在相同的键，则将键值对追加到链表或红黑树的末尾。
6.如果链表长度大于等于8，将链表转换为红黑树。
7.如果桶的数量超过了负载因子与数组大小的乘积（默认为0.75），就需要进行扩容操作。
2.3 查找过程当使用get()方法查找HashMap中的元素时，具体的查找过程如下：1.根据键的哈希码计算键值对应的桶索引。
2.遍历链表或红黑树，查找具有相同键的键值对。
3.如果找到相同键的键值对，返回对应的值。
4.如果遍历完链表或红黑树仍未找到相同键的键值对，则返回null。
2.4 优势和劣势优势•HashMap具有快速的查找和插入操作，平均时间复杂度为O(1)。
java中vector 原理
java中vector 原理一、vector概述在Java中，vector是一种常用的动态数据结构，它是一个内置的类，属于STL（Standard Template Library）的一部分。
Vector意为“向量”，它可以用来存储任意类型的数据，并支持随机访问和动态扩展。
这意味着，我们在使用vector时，无需预先定义其大小，它可以根据实际需要自动调整容量。
二、vector的原理1.底层实现Vector底层采用数组来实现，但在实际使用过程中，它会自动进行动态扩容。
当vector的大小超过数组长度时，vector会自动重新分配内存，使得数组长度扩大。
这个过程是透明的，无需程序员手动干预。
2.内存分配与回收Vector在创建时，会根据当前的大小分配内存。
当vector容量不足时，它会自动扩容，从而确保能容纳更多的元素。
在vector空闲时，它会回收部分内存，以减少内存占用。
这种内存管理策略有助于降低内存泄漏的风险。
3.高效性分析Vector的随机访问性能很好，因为它底层使用数组实现。
但由于需要动态扩容，所以在插入和删除元素时，性能会受到影响。
当需要频繁插入和删除元素时，使用其他数据结构（如List）可能会更加高效。
三、vector的使用注意事项1.避免频繁地调整vector的大小。
频繁地扩容和缩容会影响性能，因此，在创建vector时，可以预估其大致容量，以减少不必要的调整。
2.当vector不再需要时，及时释放内存。
可以使用vector的clear()方法清空数据，从而减少内存占用。
3.慎用vector的push_back()和pop_back()方法。
这些方法在插入和删除元素时，效率较低，可能导致性能瓶颈。
在需要频繁插入和删除元素的场景下，可以考虑使用其他数据结构。
四、总结Vector作为一种动态数据结构，在Java编程中有着广泛的应用。
了解其底层实现和原理，可以帮助我们更好地利用vector，提高程序的性能和内存利用率。
java treeset原理
java treeset原理Java中的TreeSet是一个基于红黑树实现的有序集合，具有自动排序和去重功能。
它是Set接口的实现类之一，继承自AbstractSet 类，实现了NavigableSet接口。
本文将深入介绍Java TreeSet的原理，包括红黑树、TreeSet的实现、遍历方式和常用操作等内容。
1. 红黑树红黑树是一种自平衡二叉查找树，它的每个节点都有一个颜色属性，可以是红色或黑色。
这种树具有以下特性：1. 每个节点要么是黑色，要么是红色。
2. 根节点是黑色。
3. 每个叶子节点（NIL节点，空节点）是黑色。
4. 如果一个节点是红色，那么它的子节点必须是黑色。
5. 从任意一个节点到其每个叶子节点的所有路径都包含相同数目的黑色节点。
这些特性确保了红黑树的平衡性和搜索效率。
插入、删除节点时，需要对树进行旋转和改变颜色等操作，以维持平衡。
2. TreeSet的实现Java TreeSet是基于红黑树实现的有序集合，它的元素按照自然顺序或者指定的比较器顺序进行排序。
TreeSet中的元素必须是可比较的，即实现了Comparable接口或者传入了Comparator比较器。
TreeSet的底层数据结构是红黑树，它的节点类是TreeMap中的Entry类，包含三个属性：key、value和color。
TreeSet的实现主要涉及以下几个方法：1. add(E e)：向TreeSet中添加元素e。
首先通过比较器或者自然顺序找到要插入的位置，然后将元素包装成Entry对象，插入红黑树中，最后进行平衡操作。
2. remove(Object o)：从TreeSet中删除元素o。
首先通过比较器或者自然顺序找到要删除的节点，然后进行删除操作，最后进行平衡操作。
3. clear()：清空TreeSet中的所有元素。
4. iterator()：返回一个迭代器，按照自然顺序或者指定的比较器顺序遍历元素。
5. size()：返回TreeSet中元素的个数。
java simpledataformat实现原理
java simpledataformat实现原理SimpleDateFormat类是Java提供的一种日期格式化类，可以将日期对象转换为指定格式的字符串，也可以将符合指定格式的字符串转换为日期对象。
SimpleDateFormat类的实现原理如下：1. SimpleDateFomat类内部是由一个DateFormatSymbols对象和一个Pattern对象组成的。
2. DateFormatSymbols类维护了DateFormat中用到的各种符号、名称、缩写等信息，包括星期几、月份、上午/下午等。
3. Pattern对象用来存储日期格式的模板，例如"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"，其中"y"表示年，"M"表示月，"d"表示日，"H"表示小时，"m"表示分钟，"s"表示秒。
4. 在SimpleDateFormat的构造函数中，会根据指定的日期格式模板初始化Pattern对象。
5. 当调用SimpleDateFormat的format()方法时，会根据指定的模板将日期对象格式化成字符串。
这个方法内部会根据Pattern对象解析模板，然后根据对应的DateFormatSymbols中的符号、名称等进行格式化操作。
6. 当调用SimpleDateFormat的parse()方法时，会将一个符合指定格式的字符串解析成日期对象。
这个方法内部先根据Pattern对象解析模板，然后根据对应的DateFormatSymbols中的符号、名称等进行解析操作，最终得到一个日期对象。
总的来说，SimpleDateFormat类的实现原理就是通过Pattern 对象来解析日期格式模板，然后根据DateFormatSymbols中的符号和名称进行日期的格式化和解析操作。
hashset底层实现原理
hashset底层实现原理
HashSet是Java中常用的数据结构之一，它是基于哈希表实现的。
哈希表是一种利用哈希函数进行快速查找的数据结构，它通过将哈希函数计算后得到的值作为数组的下标来实现快速查找。
HashSet底层实现原理主要包括以下几个方面：
1. 哈希函数
哈希函数是HashSet底层实现的核心，它用于将元素映射到数组下标。
Java中默认的哈希函数是Object类的hashCode()方法。
2. 数组和链表
HashSet底层使用数组来存储元素，当哈希冲突时，使用链表来解决冲突。
具体来说，如果两个元素的哈希值相同，则它们会被存储在数组的同一个位置，这时需要使用链表来存储这些元素。
3. 加载因子和扩容机制
HashSet中的加载因子默认为0.75，当元素个数达到数组长度的75%时，HashSet会自动扩容。
具体来说，HashSet会创建一个新的数组，然后将原数组中的元素重新哈希到新数组中。
4. 线程安全
HashSet并不是线程安全的，如果多个线程同时对HashSet进行操作，可能会导致数据不一致或者出现异常。
为了解决这个问题，可以使用ConcurrentHashMap或者Collections.synchronizedSet方法来保证线程安全。
总之，HashSet底层实现原理主要包括哈希函数、数组和链表、
加载因子和扩容机制等方面。
了解这些原理可以帮助我们更好地理解HashSet的使用和优化。
hashmap的
hashmap的Hashmap的介绍、原理、实现细节及应用场景一、介绍Hashmap是Java中常用的数据结构，它是一个基于哈希表的Map接口的实现。
它允许我们存储键值对，并且可以通过键快速查找值。
在Java中，Hashmap是非常常用的集合类之一，几乎在所有的Java 项目中都会用到。
二、原理1. 哈希表：哈希表是一种根据关键码值(Key Value)而直接进行访问的数据结构。
也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。
这个映射函数叫做哈希函数(Hash Function)，存放记录的数组叫做哈希表(或散列表)。
2. 哈希冲突：由于哈希函数并不是完美的映射，所以可能会出现多个不同的键对应到同一个位置上，这种情况称为哈希冲突(Collision)。
3. 解决哈希冲突：解决哈希冲突有两种方法：链式法和开放地址法。
在Java中，Hashmap使用了链式法来解决哈希冲突。
4. Hashmap实现原理：Hashmap内部是由一个Entry数组组成，每个Entry包含一个键值对。
当我们向Hashmap中添加一个键值对时，首先会根据键的哈希值计算出在数组中的位置，如果该位置已经有了其他的Entry，则会使用链表将新的Entry链接到该位置上。
如果链表长度超过了阈值（默认为8），则会将链表转换成红黑树。
三、实现细节1. 初始容量和负载因子：Hashmap有两个重要的参数，初始容量和负载因子。
初始容量指的是Hashmap初始化时数组的大小，默认为16；负载因子指的是当数组中元素数量达到容量与负载因子乘积时就会进行扩容操作，默认为0.75。
2. 扩容机制：当Hashmap中存储元素数量达到容量与负载因子乘积时，就需要进行扩容操作。
扩容操作会创建一个新的Entry数组，并将原来数组中所有的元素重新计算哈希值并放入新数组中。
这个过程比较耗费时间，所以尽量避免频繁扩容。
3. 线程安全问题：Hashmap并不是线程安全的，多线程下可能出现数据不一致问题。
java bigdecimal实现原理
java bigdecimal实现原理
BigDecimal是Java语言中用于高精度计算的类，它可以表示任意精度的数值。
其实现原理主要是利用了BigInteger类和int类型的scale变量。
BigDecimal类的底层实现是一个字符串的表示方式，即通过一个字符串来表示一个数值。
在BigDecimal类中有两个重要的成员变量：BigInteger和int scale。
BigInteger用于存储BigDecimal的整数部分，scale用于存储小数部分的精度。
在BigDecimal类中，所有的操作都是通过BigInteger来完成的，包括算数运算、比较运算和逻辑运算等。
而小数的位数是通过scale变量来控制的。
当进行算术运算时，首先会判断两个BigDecimal的scale值。
如果scale不相等，则会将较小的scale值扩大至较大的scale 值，然后再进行运算。
最后将结果存储到一个新的BigDecimal对象中，并返回该对象。
在进行比较运算和逻辑运算时，会先比较两个BigDecimal的scale值，如果scale不相等，则先将scale较小的BigDecimal 的小数部分扩大至较大的scale值，然后再进行比较或运算。
在BigDecimal类中还提供了一些常用的方法，比如setScale()用于设置小数部分的精度，stripTrailingZeros()用于去除小数部
分多余的0，等等。
总的来说，BigDecimal的实现原理就是利用了BigInteger和int scale这两个成员变量来表示任意精度的数值，并通过字符串来进行操作和存储。
map数据结构及原理
map数据结构及原理Map数据结构及原理概述Map是一种常见的数据结构，它用于存储键值对（key-value pairs）的集合。
在Java中，Map接口定义了一组与键和值相关的操作方法，它的实现类包括HashMap、TreeMap、LinkedHashMap等。
Map数据结构的原理是基于哈希表或者平衡树结构，以实现高效的查找和插入操作。
哈希表原理哈希表是Map数据结构中最常用的实现方式之一，它的原理是基于哈希函数将键映射到存储桶（bucket）中。
每个桶中存储一个或多个键值对，当需要查找或插入时，通过哈希函数计算出键对应的桶索引，然后在该桶中进行操作。
哈希函数哈希函数是哈希表的核心组成部分，它将键映射到桶索引的过程。
一个好的哈希函数应该具备以下特点：- 一致性：对于相同的键，哈希函数应该始终返回相同的桶索引。
- 均匀性：哈希函数应该将键均匀地分散到各个桶中，以避免冲突。
- 效率：哈希函数应该具备高效的计算性能，以减少计算时间。
解决冲突由于哈希函数的映射过程可能导致不同键映射到相同的桶索引，这就产生了冲突。
为了解决冲突，常见的方法有两种：链地址法和开放地址法。
链地址法链地址法是将每个桶作为一个链表，当发生冲突时，新的键值对可以直接插入到链表的末尾。
这样，相同桶索引的键值对会形成一个链表，通过遍历链表即可进行查找和插入操作。
链地址法的优点是简单且易于实现，但在桶中键值对数量过多时，链表的遍历操作会变得低效。
开放地址法开放地址法是通过线性探测、二次探测或者双重哈希等方法，以一定的步长探测下一个可用的桶索引。
当发生冲突时，新的键值对会依次探测下一个桶，直到找到一个空桶进行插入。
开放地址法的优点是节省空间，没有额外的链表结构，但当桶中键值对过多时，容易产生聚集，导致查找效率下降。
平衡树原理除了哈希表，Map数据结构的另一种实现方式是平衡树（如红黑树），它通过在插入和删除操作时自动调整树的结构，以保持树的平衡状态。
hashmap原理 equals
hashmap原理 equalsHashMap是Java中常用的数据结构之一，它基于哈希表实现，提供了快速的插入、删除和查找操作。
在HashMap中，equals方法起到了重要的作用，它用于比较两个对象是否相等。
本文将探讨HashMap原理以及equals方法的作用和实现。
一、HashMap原理HashMap是由数组和链表（或红黑树）组成的。
数组被分成一个个的桶，每个桶中可以存放一个或多个键值对。
当需要存放一个键值对时，HashMap会根据键的哈希值将其放入相应的桶中。
当发生哈希冲突时，即不同的键具有相同的哈希值，HashMap会在该桶中以链表的形式存放多个键值对。
当链表长度超过一定阈值时，链表会转换为红黑树，以提升查找效率。
二、equals方法的作用equals方法用于比较两个对象是否相等。
在HashMap中，equals方法被用于判断两个键是否相等。
当需要查找或删除一个键值对时，HashMap会根据键的哈希值找到对应的桶，然后再使用equals方法在桶中的键值对链表或红黑树中查找对应的键。
因此，equals方法的正确性直接影响HashMap的查找和删除操作的准确性和效率。
三、equals方法的实现在Java中，equals方法是由Object类提供的。
默认情况下，equals方法比较的是对象的引用，即判断两个对象是否是同一个对象。
但是在实际应用中，我们通常需要根据对象的内容来判断对象是否相等。
因此，我们需要重写equals方法，以实现我们自定义的相等判断逻辑。
在HashMap中，键对象通常是自定义的类对象。
为了正确比较两个键对象的内容，我们需要重写键对象的equals方法。
在equals方法的实现中，通常需要比较对象的各个属性值是否相等，以确定两个对象是否相等。
此外，我们还需要重写hashCode方法，以确保相等的对象具有相同的哈希值，从而能够正确地在HashMap中进行查找和删除操作。
四、equals方法的实现示例下面是一个自定义的Person类，它包含了name和age两个属性，并重写了equals方法和hashCode方法：```public class Person {private String name;private int age;// 省略构造方法和其他方法@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (this == obj) {return true;}if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) {return false;}Person person = (Person) obj;return age == person.age && Objects.equals(name, );}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);}}```在上述代码中，equals方法首先判断两个对象的引用是否相等，如果相等则直接返回true。
map get原理
Map Get原理详解Map是Java中常用的数据结构之一，它可以用来存储键值对。
Map的实现类有很多，常用的有HashMap、TreeMap、LinkedHashMap等。
在使用Map时，我们经常需要根据键来获取对应的值，这时就需要使用Map的get方法。
本文将详细介绍Map的get方法的原理。
一、Map的基本概念Map是一种键值对映射的数据结构，它可以用来存储一组具有映射关系的数据。
在Map中，每个键都对应着一个值，键和值都可以是任意类型的对象，但键必须是唯一的。
Map中的键值对可以通过put方法添加到Map中，也可以通过get方法获取Map中的值。
二、Map的get方法Map的get方法用于根据键获取对应的值，它的声明如下：V get(Object key);其中，key表示要获取值的键，V表示值的类型。
Map的get方法的实现原理与具体的Map实现类有关，下面以HashMap为例进行介绍。
三、HashMap的get方法HashMap是Java中常用的Map实现类之一，它基于哈希表实现。
HashMap的get方法的实现原理可以分为以下几个步骤：1.计算键的哈希值HashMap中的键是通过哈希值来进行存储和查找的，因此在进行查找时，首先要计算键的哈希值。
HashMap的哈希值计算方法如下：int hash = key.hashCode();这里的key是要查找的键，hashCode方法返回键的哈希值。
2.根据哈希值找到对应的桶HashMap内部维护了一个桶数组，每个桶中存储着一组键值对。
在查找时，根据键的哈希值可以快速地定位到对应的桶。
HashMap的桶数组的初始化代码如下：transient Node[] table;table = (Node[])new Node[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];其中DEFAULT_INITIAL_CAPACITY是HashMap的默认初始容量，Node是HashMap内部的一个节点类，它用来存储键值对。
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Java的数据结构相关的类实现原理List接口List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。
用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。
除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。
LinkedListList 接口的链接列表实现。
实现所有可选的列表操作，并且允许所有元素（包括 null）。
除了实现 List 接口外，LinkedList 类还为在列表的开头及结尾 get、remove 和 insert 元素提供了统一的命名方法。
这些操作允许将链接列表用作堆栈、队列或双端队列。
此类实现 Deque 接口，为 add、poll 提供先进先出队列操作，以及其他堆栈和双端队列操作。
所有操作都是按照双重链接列表的需要执行的。
在列表中编索引的操作将从开头或结尾遍历列表（从靠近指定索引的一端）。
注意，此实现不是同步的。
如果多个线程同时访问一个链接列表，而其中至少一个线程从结构上修改了该列表，则它必须保持外部同步。
（结构修改指添加或删除一个或多个元素的任何操作；仅设置元素的值不是结构修改。
）这一般通过对自然封装该列表的对象进行同步操作来完成。
如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedList 方法来“包装”该列表。
最好在创建时完成这一操作，以防止对列表进行意外的不同步访问，如下所示：List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));此类的 iterator 和 listIterator 方法返回的迭代器是快速失败的：在迭代器创建之后，如果从结构上对列表进行修改，除非通过迭代器自身的remove 或 add 方法，其他任何时间任何方式的修改，迭代器都将抛出 ConcurrentModificationException。
因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败，而不冒将来不确定的时间任意发生不确定行为的风险。
注意，迭代器的快速失败行为不能得到保证，一般来说，存在不同步的并发修改时，不可能作出任何硬性保证。
快速失败迭代器尽最大努力抛出ConcurrentModificationException。
因此，编写依赖于此异常的程序的方式是错误的，正确做法是：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序错误。
ArrayListArrayList是List接口的可变数组的实现。
实现了所有可选列表操作，并允许包括null 在内的所有元素。
除了实现List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。
每个ArrayList实例都有一个容量，该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。
它总是至少等于列表的大小。
随着向ArrayList中不断添加元素，其容量也自动增长。
自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝，因此，如果可预知数据量的多少，可在构造ArrayList时指定其容量。
在添加大量元素前，应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量，这可以减少递增式再分配的数量。
注意，此实现不是同步的。
如果多个线程同时访问一个ArrayList实例，而其中至少一个线程从结构上修改了列表，那么它必须保持外部同步。
HashMapHashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。
此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null 键。
此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。
HashMap也不例外。
HashMap实际上是一个“链表的数组”的数据结构，每个元素存放链表头结点的数组，即数组和链表的结合体。
HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。
当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。
当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hashCode重新计算hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。
如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。
当系统决定存储HashMap中的key-value对时，完全没有考虑Entry中的value，仅仅只是根据key来计算并决定每个Entry的存储位置。
我们完全可以把 Map 集合中的 value 当成 key 的附属，当系统决定了 key 的存储位置之后，value 随之保存在那里即可。
在HashMap中要找到某个元素，需要根据key的hash值来求得对应数组中的位置。
如何计算这个位置就是hash算法。
前面说过HashMap的数据结构是数组和链表的结合，所以我们当然希望这个HashMap里面的元素位置尽量的分布均匀些，尽量使得每个位置上的元素数量只有一个，那么当我们用hash算法求得这个位置的时候，马上就可以知道对应位置的元素就是我们要的，而不用再去遍历链表，这样就大大优化了查询的效率。
归纳起来简单地说，HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理，这个整体就是一个 Entry 对象。
HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对，当需要存储一个 Entry 对象时，会根据hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry时，也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。
HashSetHashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。
它不保证set的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。
此类允许使用null元素。
HashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。
它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。
此类允许使用null元素。
HashSet中不允许有重复元素，这是因为HashSet是基于HashMap实现的，HashSet中的元素都存放在HashMap的key上面，而value中的值都是统一的一个private static final Object PRESENT = new Object();。
HashSet跟HashMap一样，都是一个存放链表的数组。
HashSet中add方法调用的是底层HashMap中的put()方法，而如果是在HashMap中调用put，首先会判断key 是否存在，如果key存在则修改value值，如果key不存在这插入这个key-value。
而在set中，因为value值没有用，也就不存在修改value值的说法，因此往HashSet中添加元素，首先判断元素（也就是key）是否存在，如果不存在这插入，如果存在着不插入，这样HashSet中就不存在重复值。
HashMap是不是有序的HashSet和Hashmap分别是Set接口和Map接口的实现类，运用哈希算法来存取元素，也就是它们中的对象不按特定方式排序；有没有有顺序的Map实现类TreeMap和LinkedHashMapLinkedHashMapTreeMap????????????????你觉得它们两个哪个的有序实现比较好？LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的.也可以在构造时用带参数，按照应用次数排序。
在遍历的时候会比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关，和容量无关，而HashMap的遍历速度和他的容量有关。
TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。
TreeMap取出来的是排序后的键值对。
但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。
LinkedHashMap是HashMap的一个子类，如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap可以实现,它还可以按读取顺序来排列，像连接池中可以应用。
你觉得还有没有比它更好或者更高效的实现方式？????Java的虚拟机的内容。
这部分主要包括三部分，GC、类加载机制，以及内存。
GC部分什么时候一个对象会被GC？1. 什么样的对象是垃圾？一般来说，所有指向对象的引用都已失效，不可能再有程序能调用到这个对象，那么这个对象就成了垃圾，应该被回收。
1.1 根据这个思路，很容易就能想到用《引用计数》的办法来确定一个对象是否是垃圾。
即每当多一个引用指向对象时，引用计数加一，每当少一个引用指向对象时，引用计数减一，引用计数减到零，对象就可以被回收了。
1.2 然而引用计数有一个致命问题不好解决，就是循环引用的问题。
比如说一个循环链表，他们循环引用者，引用计数永远不会为零，但是实际上程序已经不能访问他们了，他们应该被回收。
1.3 所以Java实际上是使用基于GC Roots的可达性分析，什么是GC Roots？所有类的静态变量，每个线程调用栈上的本地变量。
（实际上我们编程时也是要从这些地方开始访问数据），所有这些对象，以及被这些对象所指向的对象，都是活的对象。
活的对象所指向的对象也是活的对象。
1.4 所以只要在GC的时刻，让程序暂停运行，然后从GC Roots开始分析，最后没有被标记为活对象的对象就是垃圾了。
什么时候触发GC1.当应用程序空闲时,即没有应用线程在运行时,GC会被调用。
因为GC在优先级最低的线程中进行,所以当应用忙时,GC 线程就不会被调用,但以下条件除外。
2.Java堆内存不足时,GC会被调用。
当应用线程在运行,并在运行过程中创建新对象,若这时内存空间不足,JVM就会强制地调用GC线程,以便回收内存用于新的分配。