一、集合

Collection派生
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我们在使用集合的时候其实更多的是使用List、Set、Map集合进行操作，List、Set又继承自Collection
Collection下的集合为单列集合，可以理解为一个集合当中的数据只代表一个“对象”。
Map派生

Map代表的是存储key-value对的集合，也就是双列的数据格式；可根据元素的key来访问value。

1.1 List集合

有序性：List中的元素按照它们添加的顺序进行排序，并且可以根据索引来访问元素。也就是说，元素在List中有固定的位置。
允许重复元素：与Set不同，List允许包含重复的元素。相同的元素可以在List中存在多个副本。
可动态修改：List允许添加、删除和修改元素。可以通过调用add()方法在列表末尾添加元素，通过调用remove()方法删除特定元素，还可以使用set()方法修改指定位置的元素。
可以包含null元素：List可以包含null元素，并且可以根据null来查找或删除元素。
有多个实现类：Java提供了多个List的实现类，最常用的是ArrayList和LinkedList。ArrayList基于动态数组实现，适用于随机访问和快速遍历。LinkedList基于双向链表实现，适用于频繁的插入和删除操作。
支持迭代遍历：List可以使用迭代器（Iterator）或增强型for循环进行遍历。迭代器提供了顺序访问集合元素的能力，并允许修改元素。
提供一些常用操作方法：List接口提供了一些常用的操作方法，如获取列表大小（size()）、判断列表是否为空（isEmpty()）、获取元素索引（indexOf()、lastIndexOf()）等。

总结来说，List是一种有序、可重复且可动态修改的集合。可以根据索引访问元素，在列表中添加、删除和修改元素。List的不同实现类具有不同的特点和适用场景，开发人员可以根据具体需求选择合适的实现类。

1.1.1 ArrayList

ArrayList实现了List接口，但他的底层数据结构为数组（在内存当中的地址连续，采用随机访问），由于这个原因导致它在查询速度上有很大的优势。

Arraylist的初始长度为10，扩容机制为1.5倍的扩容。

1.1.2 LinkedList

LinkedList底层为链表，在jdk1.7之前为双向循环链表，jdk1.8后为双向链表，由于链表的原因导致其在查找速度上不是很突出，但是却在修改数据上有很好的表现。

总结一下：
1）ArrayList 优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。缺点: 线程不安全，效率高

2）LinkedList 优点: 底层数据结构是链表，查询慢，增删快。缺点: 线程不安全，效率高

1.2 Set集合

Set集合是Java集合框架中的一种接口，具有以下特点：

无序性：Set集合中的元素没有固定的顺序，不保证元素的存储顺序和插入顺序一致。
不允许重复元素：Set集合不允许包含重复的元素。如果试图向Set集合中添加重复的元素，操作将会被忽略，即不会添加重复的元素。
唯一性：Set集合中的元素是唯一的，每个元素只会出现一次。Set集合通过元素的equals()方法和hashCode()方法来判断元素的唯一性。
可以包含null元素：Set集合可以包含一个null元素，但不能包含多个null元素。
高效查询：Set集合的实现类（如HashSet和TreeSet）通过使用哈希表或树结构来实现，保证了高效的元素查找操作。
不保证迭代顺序：由于Set集合的无序性，迭代Set集合时，元素的顺序是不确定的。如果需要按照一定顺序遍历集合，可以使用SortedSet接口的子接口TreeSet。
不支持索引访问：Set集合没有提供类似List的索引访问功能，不能通过索引来访问集合中的元素。

总结来说，Set是一种无序、不可重复的集合。它适用于需要存储一组唯一性的元素，并且不关心元素之间的顺序。在实际应用中，可以根据具体需求选择HashSet、TreeSet或LinkedHashSet等Set的实现类。

set集合在代码上是对map集合的扩展开，因为其底层数据结构是一样的，功能上也有相识的地方，所以set集合在map集合的代码上做了扩展，增加了属于自己的功能。

Hashset--------Hashmap--------哈希表（数组+链表）
LinkedHashset--------LinkedHashmap--------链表+哈希表
Treeset--------Treemap--------二叉树

1.3 Map集合

Map集合是Java集合框架中的一种接口，用于存储键值对（key-value pair）的关联数据。它具有以下特点：

键值对存储：Map集合中的数据以键值对的形式存储，每个键都唯一，与之对应的值可以重复。每个键与一个值相关联，通过键可以快速地获取对应的值。
键的唯一性：Map集合的键是唯一的，不允许重复的键存在。如果试图使用相同的键添加元素，会覆盖前一个键对应的值。
元素的无序性：Map集合中的键值对是无序存储的，不保证添加的顺序和访问的顺序一致。
可以包含null键和null值：Map集合允许一个null键和多个null值存在，但是仅能有一个null键。
高效查找：Map集合通过键来查找对应的值，具有高效的查找速度。根据具体的实现类，查找的时间复杂度可以是常数时间（如HashMap）或者对数时间（如TreeMap）。

常用的Map的实现类包括HashMap、TreeMap和LinkedHashMap：

HashMap：基于哈希表实现，提供了较好的性能，在大部分场景下是最常用的Map实现类。
TreeMap：基于红黑树实现，根据键的自然顺序或者自定义比较器来维护元素的顺序，适用于需要按照键进行排序的场景。
LinkedHashMap：基于哈希表和双向链表实现，保持元素的插入顺序，可以通过迭代器按照元素插入的顺序遍历集合。

总结来说，Map是一种键值对存储的数据结构，用于存储和操作关联数据。Map集合通过键来查找值，具有高效的查找速度。通过选择合适的实现类和使用Map集合提供的方法，可以方便地进行键值对的添加、删除和查找等操作。

1.3.1 HashMap的扩容机制

数组的总的添加元素数大于了数组长度 * 0.75(默认,也可自己设定),数组长度扩容为两倍。(如开始创建HashMap集合后，数组长度为16，临界值为16 * 0.75 = 12，当加入元素后元素个数超过12，数组长度扩容为32，临界值变为24)

当其数组长度达到64，链表长度为8的时候；HashMap的数据结果就会从hash表的格式转化为红黑树。

1.3.2 HashMap和HashTable的区别

HashMap是非线程安全的，Hashtable是线程安全的。
扩容机制不同：当已用容量>总容量 * 负载因子时，HashMap 扩容规则为当前容量翻倍，Hashtable 扩容规则为当前容量翻倍 +1。
HashMap允许null作为键或值，Hashtable不允许,运行时会报NullPointerException。
HsahMap在数组+链表的结构中引入了红黑树，Hashtable没有。

我们如何在保证线程安全的前提下使用HashMap呢？两种方法

使用集合工具类Collections，调用里面的synchronized相关方法如： Collections.synchronizedList(list)
Collections.synchronizedMap(m)
Collections.synchronizedSet(s)
这个方法可以为所有集合加锁，当然里面不知这个API，它包含了很多集合相关的API可以解决很多与集合相关的问题比如集合的排序等，感兴趣的小伙伴可以去研究下。
ConcurrentHashMap 是线程安全的 HashMap 的实现，默认构造同样有 initialCapacity 和 loadFactor 属性，不过还多了一个 concurrencyLevel 属性，三属性默认值分别为 16、0.75 及 16。其内部使用锁分段技术，维持这锁Segment 的数组，在 Segment 数组中又存放着 Entity[]数组，内部 hash 算法将数据较均匀分布在不同锁中。
put 操作：并没有在此方法上加上 synchronized，首先对 key.hashcode 进行 hash 操作，得到 key 的 hash 值。hash操作的算法和 map也不同，根据此 hash 值计算并获取其对应的数组中的 Segment对象(继承自ReentrantLock)，接着调用此 Segment 对象的 put 方法来完成当前操作。
ConcurrentHashMap 基于 concurrencyLevel 划分出了多个 Segment 来对 key-value 进行存储，从而避免每次 put 操作都得锁住整个数组。在默认的情况下，最佳情况下可允许 16 个线程并发无阻塞的操作集合对象，尽可能地减少并发时的阻塞现象。

二、多线程

2.1多线程的四种实现方式

一个继承，两个实现，还有一个线程池。
第一种方式：
编写一个类，直接继承 java.lang.Thread，重写 run方法。
伪代码：

// 定义线程类
public class MyThread extends Thread{
	public void run(){
	
	}
}
// 创建线程对象
MyThread t = new MyThread();
// 启动线程。
t.start();

第二种方式：
编写一个类，实现 java.lang.Runnable 接口，实现run方法。
伪代码：

// 定义一个可运行的类
public class MyRunnable implements Runnable {
	public void run(){
	
	}
}
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
// 启动线程
t.start();

第三种方式：
实现Callable接口，实现run方法，与第二种方法类似。

第四种方式：
线程池，也是我们用的最多，做好用的方式。
线程池创建线程大致可以分为下面三种：

//创建固定大小的线程池
ExecutorService fPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
//创建缓存大小的线程池
ExecutorService cPool = Executors.newCachedThreadPool();
//创建单一的线程池
ExecutorService sPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

要注意我们不能通过Executors直接创建线程池，那会出现错误。

2.1.1 线程池的参数

corePoolSize（必需）：核心线程数。默认情况下，核心线程会一直存活，但是当将 allowCoreThreadTimeout 设置为 true 时，核心线程也会超时回收。
maximumPoolSize（必需）：线程池所能容纳的最大线程数。当活跃线程数达到该数值后，后续的新任务将会阻塞。
keepAliveTime（必需）：线程闲置超时时长。如果超过该时长，非核心线程就会被回收。如果将 allowCoreThreadTimeout 设置为 true 时，核心线程也会超时回收。
unit（必需）：指定 keepAliveTime 参数的时间单位。常用的有：TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES（分）。
workQueue（必需）：任务队列。通过线程池的 execute() 方法提交的 Runnable 对象将存储在该参数中。其采用阻塞队列实现。
threadFactory（可选）：线程工厂。用于指定为线程池创建新线程的方式。
handler（可选）：拒绝策略。当达到最大线程数时需要执行的饱和策略。

其工作原理如下：
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