Java集合類學習總結

這篇總結是基於之前部落格內容的一個整理和回顧。

這裡先簡單地總結一下，更多詳細內容請參考我的專欄：深入淺出Java核心技術

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

裡面有包括Java集合類在內的眾多Java核心技術系列文章。

以下總結不保證全對，如有錯誤，還望能夠指出。謝謝

相關程式碼實現在我的GitHub裡：

https://github.com/h2pl

喜歡的話麻煩star一下哈

本系列技術文章首發於我的個人部落格：

https://h2pl.github.io

更多關於Java後端學習的內容請到我的CSDN部落格上檢視：

https://blog.csdn.net/a724888

Colletion，iterator，comparable

一般認為Collection是最上層介面，但是hashmap實際上實現的是Map介面。iterator是迭代器，是實現iterable介面的類必須要提供的一個東西，能夠使用for(i : A) 這種方式實現的型別能提供迭代器，以前有一個enumeration，現在早棄用了。

List

List介面下的實現類有ArrayList，linkedlist，vector等等，一般就是用這兩個，用法不多說，老生常談。 ArrayList的擴容方式是1.5倍擴容，這樣擴容避免2倍擴容可能浪費空間，是一種折中的方案。 另外他不是執行緒安全，vector則是執行緒安全的，它是兩倍擴容的。

linkedlist沒啥好說的，多用於實現連結串列。

Map

map永遠都是重頭戲。

hashmap是陣列和連結串列的組合結構，陣列是一個Entry陣列，entry是k-V鍵值對型別，所以一個entry陣列存著很entry節點，一個entry的位置通過key的hashcode方法，再進行hash（移位等操作），最後與表長-1進行相與操作，其實就是取hash值到的後n - 1位，n代表表長是2的n次方。

hashmap的預設負載因子是0.75，閾值是16 * 0.75 = 12；初始長度為16；

hashmap的增刪改查方式比較簡單，都是遍歷，替換。有一點要注意的是key相等時，替換元素，不相等時連成連結串列。

除此之外，1.8jdk改進了hashmap，當連結串列上的元素個數超過8個時自動轉化成紅黑樹，節點變成樹節點，以提高搜尋效率和插入效率到logn。

還有一點值得一提的是，hashmap的擴容操作，由於hashmap非執行緒安全，擴容時如果多執行緒併發進行操作，則可能有兩個執行緒分別操作新表和舊錶，導致節點成環，查詢時會形成死鎖。chm避免了這個問題。

另外，擴容時會將舊錶元素移到新表，原來的版本移動時會有rehash操作，每個節點都要rehash，非常不方便，而1.8改成另一種方式，對於同一個index下的連結串列元素，由於一個元素的hash值在擴容後只有兩種情況，要麼是hash值不變，要麼是hash值變為原來值+2^n次方，這是因為表長翻倍，所以hash值取後n位，第一位要麼是0要麼是1，所以hash值也只有兩種情況。這兩種情況的元素分別加到兩個不同的連結串列。這兩個連結串列也只需要分別放到新表的兩個位置即可，是不是很酷。

最後有一個比較冷門的知識點，hashmap1.7版本連結串列使用的是節點的頭插法，擴容時轉移連結串列仍然使用頭插法，這樣的結果就是擴容後連結串列會倒置，而hashmap.1.8在插入時使用尾插法，擴容時使用頭插法，這樣可以保證順序不變。

CHM

concurrenthashmap也稍微提一下把，chm1.7使用分段鎖來控制併發，每個segment對應一個segmentmask，通過key的hash值相與這個segmentmask得到segment位置，然後在找到具體的entry陣列下標。所以chm需要維護多個segment，每個segment對應一個陣列。分段鎖使用的是reetreetlock可重入鎖實現。查詢時不加鎖。

1.8則放棄使用分段鎖，改用cas+synchronized方式實現併發控制，查詢時不加鎖，插入時如果沒有衝突直接cas到成功為止，有衝突則使用synchronized插入。

Set

set就是hashmap將value固定為一個object，只存key元素包裝成一個entry即可，其他不變。

Linkedhashmap

在原來hashmap基礎上將所有的節點依據插入的次序另外連成一個連結串列。用來保持順序，可以使用它實現lru快取，當訪問命中時將節點移到隊頭，當插入元素超過長度時，刪除隊尾元素即可。

collections和Arrays工具類

兩個工具類分別操作集合和陣列，可以進行常用的排序，合併等操作。

comparable和comparator

實現comparable介面可以讓一個類的例項互相使用compareTo方法進行比較大小，可以自定義比較規則，comparator則是一個通用的比較器，比較指定型別的兩個元素之間的大小關係。

treemap和treeset

主要是基於紅黑樹實現的兩個資料結構，可以保證key序列是有序的，獲取sortedset就可以順序列印key值了。其中涉及到紅黑樹的插入和刪除，調整等操作，比較複雜，這裡就不細說了。