Java 集合是 Java 面试中出现频率最高的内容之一。无论是初级还是高级 Java 开发岗位，集合相关问题几乎是必问的。
常见问题包括：
-
Java 集合体系结构
-
List、Set、Map 的区别
-
ArrayList 和 LinkedList 的区别
-
HashMap 的底层实现
-
HashMap 为什么是线程不安全
-
HashMap 和 Hashtable 的区别
-
HashSet 为什么不允许重复
-
ConcurrentHashMap 原理
本文将系统总结 Java 集合高频面试题。
一、Java 集合体系结构
Java 集合主要分为两大类：
Collection
Map
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1 Collection 体系
Collection 用于存储 单个元素。
主要分为：
Collection
├── List（有序，可重复）
│ ├── ArrayList
│ ├── LinkedList
│ └── Vector
│
└── Set（无序，不可重复）
├── HashSet
├── LinkedHashSet
└── TreeSet
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特点：
| List | 有序，可重复 |
| Set | 无序，不可重复 |
篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。整理了一份核心面试笔记包括了：Java面试、场景题、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafc
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2 Map 体系
Map 用于存储 键值对（key-value）。
Map
├── HashMap
├── LinkedHashMap
├── TreeMap
├── Hashtable
└── ConcurrentHashMap
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特点：
| HashMap | 无序 |
| LinkedHashMap | 有序 |
| TreeMap | 排序 |
| Hashtable | 线程安全 |
| ConcurrentHashMap | 高并发 |
二、List 集合
List 集合特点：
-
有序
-
可重复
-
可以通过索引访问
常见实现类：
-
ArrayList
-
LinkedList
-
Vector
三、ArrayList 面试题
1 ArrayList 的底层数据结构
ArrayList 底层是 动态数组。
transient Object[] elementData;
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特点：
-
查询快
-
插入慢
-
删除慢
原因：
数组需要 移动元素。
2 ArrayList 扩容机制
默认容量：
10
AI写代码
当数组不够时：
扩容为：
原容量 + 原容量 / 2
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例如：
10 → 15 → 22 → 33
AI写代码
源码逻辑：
newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
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优点：
减少扩容次数，提高效率。
3 ArrayList 为什么线程不安全
因为没有加锁。
例如：
两个线程同时添加元素：
size++
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可能会导致：
-
数据覆盖
-
数组越界
解决方式：
1️⃣ 使用 Collections.synchronizedList
List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
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2️⃣ 使用 CopyOnWriteArrayList
四、LinkedList 面试题
1 LinkedList 底层结构
LinkedList 底层是 双向链表。
结构：
prev ← node → next
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特点：
-
插入快
-
删除快
-
查询慢
2 LinkedList 为什么插入快
因为：
不需要移动元素。
只需要修改指针：
node.next = newNode
newNode.prev = node
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时间复杂度：
O(1)
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五、ArrayList 和 LinkedList 区别
| 数据结构 | 数组 | 双向链表 |
| 查询 | 快 | 慢 |
| 插入 | 慢 | 快 |
| 删除 | 慢 | 快 |
| 内存 | 少 | 多 |
总结：
查询多 → ArrayList
插入删除多 → LinkedList
六、Set 集合
Set 的特点：
-
不允许重复
-
无索引
常见实现：
-
HashSet
-
LinkedHashSet
-
TreeSet
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七、HashSet 面试题
1 HashSet 为什么不能存重复元素
因为底层使用 HashMap。
源码：
private transient HashMap<E,Object> map;
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存储结构：
key = 元素
value = 固定对象
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当 key 相同：
就不会再添加。
2 HashSet 判断重复的过程
步骤：
1️⃣ 计算 hashcode
hash = key.hashCode()
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2️⃣ 找到数组位置
index = hash % length
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3️⃣ 比较 equals()
如果：
hashCode 相同
equals 为 true
AI写代码
则认为是重复元素。
八、HashMap 面试题（重点）
HashMap 是 Java 面试必问。
1 HashMap 底层结构（JDK8）
JDK8 使用：
数组 + 链表 + 红黑树
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结构：
数组
↓
链表
↓
红黑树
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当链表长度：
>= 8
AI写代码
就会转换成：
红黑树
AI写代码
这样可以提高查询效率。
2 HashMap 默认容量
默认容量：
16
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负载因子：
0.75
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扩容条件：
容量 × 负载因子
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例如：
16 × 0.75 = 12
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当元素超过 12 时扩容。
3 HashMap 扩容机制
扩容：
容量 × 2
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例如：
16 → 32 → 64
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扩容时会进行：
rehash（重新计算位置）
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4 HashMap 为什么线程不安全
因为：
多个线程同时操作可能导致：
-
数据覆盖
-
死循环
-
数据丢失
JDK7 中甚至可能出现：
CPU 100%
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5 HashMap 和 Hashtable 区别
| 线程安全 | 不安全 | 安全 |
| null | 可以 | 不可以 |
| 性能 | 高 | 低 |
| 出现时间 | JDK1.2 | JDK1.0 |
Hashtable 使用：
synchronized
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所以效率较低。
九、ConcurrentHashMap 面试题
ConcurrentHashMap 是：
线程安全的 HashMap
特点：
-
高并发
-
高性能
JDK7 实现
采用：
Segment 分段锁
AI写代码
结构：
Segment[]
↓
HashEntry[]
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不同 Segment 可以同时操作。
JDK8 实现
JDK8 使用：
CAS + synchronized
AI写代码
锁粒度更小。
性能更高。
十、TreeMap 面试题
TreeMap 底层是：
红黑树
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特点：
-
自动排序
-
key 不能为 null
排序方式：
1️⃣ 自然排序
2️⃣ Comparator
示例：
TreeMap<Integer,String> map = new TreeMap<>();
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篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。整理了一份核心面试笔记包括了：Java面试、场景题、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafc
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十一、Java 集合遍历方式
常见遍历方式：
1 for 循环
for(int i=0;i<list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
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2 增强 for
for(String s : list){
System.out.println(s);
}
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3 Iterator
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
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十二、fail-fast 机制
很多集合有 fail-fast 机制。
当集合被修改时：
会抛出异常：
ConcurrentModificationException
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例如：
for(String s : list){
list.remove(s);
}
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解决方法：
使用：
Iterator.remove()
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十三、Java 集合高频面试题总结
面试官最喜欢问：
1️⃣ Java 集合体系结构 2️⃣ ArrayList 和 LinkedList 区别 3️⃣ ArrayList 扩容机制 4️⃣ HashMap 底层结构 5️⃣ HashMap 为什么线程不安全 6️⃣ HashMap 扩容机制 7️⃣ HashMap 为什么长度是 2 的幂 8️⃣ HashSet 为什么不重复 9️⃣ ConcurrentHashMap 原理 🔟 fail-fast 机制
