java基础

浮点型范围

类型	符号位	指数位	尾数位
float	1bit	8bits	23bits
double	1bit	11bits	52bits

float因为指数为 0 和 255 代表特殊值。实际浮点数的指数表示范围是1-254，减去偏阶127后得到实际表示范围：-126~+127。

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精度丢失

由于我们代码在程序里写的十进制小数，而计算机内部只能用二进制的小数, 所以无法精确的表达。对于二进制小数，小数点右边能表达的值是 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128 … 1/(2^n）。所有的十进制小数都是这些一点一点的拼凑出来的一个近似的数值, 如1.2（10进制） ≈1.00110011（2进制） = 1 + 1/8+1/16+1/128+1/256 = 1 + 0.19921875。

ArrayList

底层是Object[] elementData数组，默认大小DEFAULT_CAPACITY=10，使用空参构造时只是将默认的空数组赋值给elementData。在添加数据时先执行ensureCapacityInternal(size+1)方法判断容量是否够，先判断elementData是否等于默认空数组，若是，则容量初始化为Math.max(DEFAULT_CAPACITY【默认大小10】, minCapacity【当前所需容量最小大小】);否则若minCapacity大于当前容量，则调用grow方法以1.5倍扩容。

链接

LinkedList

底层是使用静态内部类Node实现的双向链表。

HashMap

底层使用数组+链表/红黑二叉树。桶数组默认长度DEFAULT_INITIAL_CAPACITY是16，负载因子loadFactor默认是0.75，数组长度大于阈值会以两倍形式增长。添加数据哈希冲突时采用尾插法（注：jdk1.7及以前采用头插法，在多线程下可能导致死循环）。当链表的长度大于8，同时桶数组长度大于等于64时，将链表转为红黑二叉树。当桶中元素小于等于6时转为链表。

哈希值计算

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);//用高16位参与异或运算，为了降低 hash 冲突的概率。
}

// 将(tab.length - 1) 与 hash值进行&运算定位桶数组索引
// 注：对于2的n次方的求余，与2的n次方-1进行与运算结果相等，位运算效率更快
int index = (n - 1) & hash;

Set

底层直接使用HashMap的key存值。map的value统一存入一个不可变的object对象。

LinkedHashMap

继承HashMap，每个结点在其基础上多了before, after。保证元素的有序性。还可以通过设置accessOrder为true将最近获取的元素移动至链表尾部。可用作简单缓存。也可通过继承自定义removeEldestEntry（）方法实现LRU算法实现新增数据时移除最久未使用元素。

HashTable

线程安全。底层使用数组+链表（头插法）。使用synchronized修饰方法。默认容量为11，rehash方法以2倍加1形式扩容。key/value也无法为null。

//hash值直接使用key的hash值
int hash = key.hashCode();

int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
//&0x7FFFFFFF的目的是为了将负的hash值转化为正值，因为hash值有可能为负数，而&0x7FFFFFFF后，只有符号外改变，而后面的位都不变。

参考链接

TreeMap

底层使用红黑二叉树。初始化时可指定排序规则。

ConcurrentHashMap

key/value都不允许为空。

1.5~1.7前使用分段锁，把Map分成了N个Segment（相当于把Map拆分成N个小的HashTable），put和get的时候，都是现根据key.hashCode()算出放到哪个Segment中，操作不同Segment不会锁冲突。扩容时不会对Segmengt数组增大（默认长度16），只会增加Segmengt 后面的链表容量的大小。即对每个Segmengt 的元素进行的ReHash操作。

1.8后用cas+synchronized。

图解扩容

参考链接

sizeCtl 定义理解

/**
  * Table initialization and resizing control.  When negative, the
  * table is being initialized or resized: -1 for initialization,
  * else -(1 + the number of active resizing threads).  Otherwise,
  * when table is null, holds the initial table size to use upon
  * creation, or 0 for default. After initialization, holds the
  * next element count value upon which to resize the table.
  */
private transient volatile int sizeCtl;
源码注释翻译
sizeCtl ：默认为0，用来控制table的初始化和扩容操作
-1 代表table正在初始化
-N 表示有N-1个线程正在进行扩容操作（注：这里理解有问题）
其余情况：
1、如果table未初始化，表示table需要初始化的大小。
2、如果table初始化完成，表示table的容量，默认是table大小的0.75倍
    
    
//ConcurrentHashMap中有个大写的sizeCtl
//这个大写的sizectl存的是sizeCtl的偏移量，在sizeCtl进行cas使用
private static final long SIZECTL;
SIZECTL = U.objectFieldOffset
              (k.getDeclaredField("sizeCtl"));