Java集合框架学习总结

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Java集合框架学习总结

黄小斜 2018-06-28 00:18:42 浏览523
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Java集合框架学习总结

这篇总结是基于之前博客内容的一个整理和回顾。

这里先简单地总结一下,更多详细内容请参考我的专栏:深入浅出Java核心技术

https://blog.csdn.net/column/details/21930.html

里面有包括Java集合类在内的众多Java核心技术系列文章。

以下总结不保证全对,如有错误,还望能够指出。谢谢

Colletion,iterator,comparable

一般认为Collection是最上层接口,但是hashmap实际上实现的是Map接口。iterator是迭代器,是实现iterable接口的类必须要提供的一个东西,能够使用for(i : A) 这种方式实现的类型能提供迭代器,以前有一个enumeration,现在早弃用了。

List

List接口下的实现类有ArrayList,linkedlist,vector等等,一般就是用这两个,用法不多说,老生常谈。
ArrayList的扩容方式是1.5倍扩容,这样扩容避免2倍扩容可能浪费空间,是一种折中的方案。
另外他不是线程安全,vector则是线程安全的,它是两倍扩容的。

linkedlist没啥好说的,多用于实现链表。

Map

map永远都是重头戏。

hashmap是数组和链表的组合结构,数组是一个Entry数组,entry是k-V键值对类型,所以一个entry数组存着很entry节点,一个entry的位置通过key的hashcode方法,再进行hash(移位等操作),最后与表长-1进行相与操作,其实就是取hash值到的后n - 1位,n代表表长是2的n次方。

hashmap的默认负载因子是0.75,阈值是16 * 0.75 = 12;初始长度为16;

hashmap的增删改查方式比较简单,都是遍历,替换。有一点要注意的是key相等时,替换元素,不相等时连成链表。

除此之外,1.8jdk改进了hashmap,当链表上的元素个数超过8个时自动转化成红黑树,节点变成树节点,以提高搜索效率和插入效率到logn。

还有一点值得一提的是,hashmap的扩容操作,由于hashmap非线程安全,扩容时如果多线程并发进行操作,则可能有两个线程分别操作新表和旧表,导致节点成环,查询时会形成死锁。chm避免了这个问题。

另外,扩容时会将旧表元素移到新表,原来的版本移动时会有rehash操作,每个节点都要rehash,非常不方便,而1.8改成另一种方式,对于同一个index下的链表元素,由于一个元素的hash值在扩容后只有两种情况,要么是hash值不变,要么是hash值变为原来值+2^n次方,这是因为表长翻倍,所以hash值取后n位,第一位要么是0要么是1,所以hash值也只有两种情况。这两种情况的元素分别加到两个不同的链表。这两个链表也只需要分别放到新表的两个位置即可,是不是很酷。

最后有一个比较冷门的知识点,hashmap1.7版本链表使用的是节点的头插法,扩容时转移链表仍然使用头插法,这样的结果就是扩容后链表会倒置,而hashmap.1.8在插入时使用尾插法,扩容时使用头插法,这样可以保证顺序不变。

CHM

concurrenthashmap也稍微提一下把,chm1.7使用分段锁来控制并发,每个segment对应一个segmentmask,通过key的hash值相与这个segmentmask得到segment位置,然后在找到具体的entry数组下标。所以chm需要维护多个segment,每个segment对应一个数组。分段锁使用的是reetreetlock可重入锁实现。查询时不加锁。

1.8则放弃使用分段锁,改用cas+synchronized方式实现并发控制,查询时不加锁,插入时如果没有冲突直接cas到成功为止,有冲突则使用synchronized插入。

Set

set就是hashmap将value固定为一个object,只存key元素包装成一个entry即可,其他不变。

Linkedhashmap

在原来hashmap基础上将所有的节点依据插入的次序另外连成一个链表。用来保持顺序,可以使用它实现lru缓存,当访问命中时将节点移到队头,当插入元素超过长度时,删除队尾元素即可。

collections和Arrays工具类

两个工具类分别操作集合和数组,可以进行常用的排序,合并等操作。

comparable和comparator

实现comparable接口可以让一个类的实例互相使用compareTo方法进行比较大小,可以自定义比较规则,comparator则是一个通用的比较器,比较指定类型的两个元素之间的大小关系。

treemap和treeset

主要是基于红黑树实现的两个数据结构,可以保证key序列是有序的,获取sortedset就可以顺序打印key值了。其中涉及到红黑树的插入和删除,调整等操作,比较复杂,这里就不细说了。

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