Java集合框架面试线路

[ 2025.4.25更新 ]

Java 集合框架面试学习线路（七大阶段）

目标：全面掌握集合框架结构与底层原理，熟悉常用容器类特性与典型场景，强化高频面试问题的理解与表达能力。

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第一阶段：集合框架总览 学习集合体系架构

目标：建立 Java 集合体系结构的整体认知

1. 集合体系图结构

• 根接口：Collection 与 Map
• 子接口：List、Set、Queue、Deque
• 实现类：ArrayList、HashSet、LinkedList、TreeSet、PriorityQueue 等

2. Collection 与 Collections 的区别

• Collection：接口，集合体系的根
• Collections：工具类，提供静态方法（如排序、线程安全包装）

3. 面试重点

• Java 集合框架的设计思想？
• Collection 和 Map 的区别是什么？

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第二阶段：List 接口体系 学习List集合类

目标：掌握顺序存储集合的特性、底层实现与使用场景

1. ArrayList

• 底层结构：动态数组，支持随机访问
• 扩容机制：1.5 倍扩容（JDK8 开始）
• 线程不安全，适合读多写少的场景

2. LinkedList

• 底层结构：双向链表
• 插入/删除快，但不支持高效随机访问

3. Vector

• 同步的动态数组，效率低，已基本淘汰

4. 面试高频题 学习高频面试系列3

• ArrayList 和 LinkedList 区别？
• ArrayList 的扩容机制是怎样的？
• Vector 为什么不推荐使用？

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第三阶段：Set 接口体系 学习Set集合类

目标：理解去重集合的结构、HashSet 与 TreeSet 的底层原理

1. HashSet

• 底层结构：基于 HashMap 实现，存储元素为 key，value 恒为 Object
• 特性：无序、唯一、允许 null
• 元素必须重写 hashCode() 和 equals()

2. LinkedHashSet

• 有序的 HashSet，底层为链表 + 哈希表结构

3. TreeSet

• 底层：红黑树（TreeMap 实现）
• 元素必须实现 Comparable 接口，或传入 Comparator

4. 面试重点 学习高频面试系列3

• HashSet 如何保证元素唯一？
• HashSet 和 TreeSet 有什么区别？
• 如果不重写 equals()，会发生什么？

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第四阶段：Map 接口体系 学习Map集合类

目标：深入理解键值对容器的结构与实现方式

1. HashMap（重点）

• 底层结构：数组 + 链表 + 红黑树（JDK8）
• 默认容量 16，加载因子 0.75
• Hash 冲突解决：拉链法 + 红黑树优化（链表转树条件）
• 非线程安全，允许 key 为 null

2. LinkedHashMap

• 维护插入顺序或访问顺序
• 常用于实现 LRU 缓存策略（重写 removeEldestEntry）

3. TreeMap

• 底层红黑树，自动排序（基于 key）

4. Hashtable（已淘汰）

• 同步哈希表，效率低，不推荐使用

5. ConcurrentHashMap

• JDK7：分段锁（Segment）
• JDK8：CAS + synchronized + 链表/红黑树 + Node 数组
• 线程安全，适用于高并发读写场景

6. 面试高频题 学习高频面试系列3

• HashMap 是如何定位位置的？
• HashMap 线程不安全表现在哪里？
• ConcurrentHashMap 如何实现线程安全？

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第五阶段：Queue 与并发集合 学习Queue和并发集合

目标：掌握常用队列结构与并发容器的使用与原理

1. 队列接口体系

• Queue（单向）与 Deque（双端）
• BlockingQueue（支持阻塞）

2. 阻塞队列

• ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue
• DelayQueue、PriorityBlockingQueue

3. 并发集合

• CopyOnWriteArrayList（读多写少）
• ConcurrentSkipListMap（并发 TreeMap）
• ConcurrentLinkedQueue（无锁队列）

4. 面试常问 学习高频面试系列4

• CopyOnWriteArrayList 的底层原理？
• 为什么 ArrayBlockingQueue 适合限流场景？

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第六阶段：集合工具类与泛型机制

目标：掌握 Collections 与 Arrays 工具类，理解泛型在集合中的运用

1. Collections 工具类 学习工具类

• 排序：sort()、reverse()
• 线程安全包装：synchronizedList()、synchronizedMap()
• 不可变集合：unmodifiableList()

2. Arrays 工具类 学习工具类

• Arrays.asList() 的坑（返回固定大小 List）
• 数组排序、填充、复制

3. 泛型在集合中的应用 高频面试题系列2(第6题)

• 泛型类、泛型方法、通配符：<? extends T>、<? super T>

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第七阶段：面试高频问题解析

目标：强化表达能力，总结典型集合面试题及答题要点

高频面试题汇总（带题眼）

1. HashMap 是如何实现的？底层结构是怎样的？ 学习高频面试系列3(1-6)
2. HashMap 和 Hashtable 区别？为什么说 Hashtable 已过时？
3. ConcurrentHashMap 怎么实现线程安全？JDK7 和 JDK8 有何不同？
4. ArrayList 和 LinkedList 区别？哪些场景适合用 ArrayList？
5. Set 是如何保证唯一性的？必须重写哪些方法？
6. HashSet 为什么要求重写 hashCode 和 equals？
7. TreeMap 和 TreeSet 的底层结构是什么？ 学习高频面试系列4(7-12)
8. CopyOnWriteArrayList 的底层原理和应用场景是什么？
9. Java 中的阻塞队列有哪些？适用于哪些场景？
10. 为什么不建议使用 Collections.synchronizedList() 来实现并发？
11. 为什么 ArrayBlockingQueue 适合限流场景？
12. HashSet 如何保证元素唯一？ HashSet 和 TreeSet 有什么区别？

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附录：学习资源与实战建议

推荐资料

• 《Java 编程思想》
• 《Java 核心技术 卷 I》
• 《Effective Java》
• Java 官方文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/

实战建议

• 自己实现一个简化版的 HashMap / ArrayList 加深理解
• 熟练使用调试工具查看底层结构与执行过程
• 多刷面试题、结合源码看集合类细节