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Java之集合框架汇总分析

时间:2018-06-24 00:32:48      阅读:165      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:源码   str   1.2   hashcode   volatile   .com   ble   需要   jdk6   

一:框架图

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二:框架分析

(0)点线框表示接口,实线框表示具体的类。

(1)常用的List、Set、Queue、Map都属于集合类。前三个都是继承自Collection,但是Map不是。

(2)List不仅可以生成普通的Iterator(因为继承自Collection),还能生成ListIterator。

(3)常用的类ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。这几个类请好好研读JDK源码

(4)其它需要好好掌握的容器:CopyOnWriteArrayList、TreeSet、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap。

 

三:容器分析

(1)ArrayList

(1.1)底层使用一个Object数组来实现。get和set操作基于这个数组。

(1.2)List在遍历的时候,如果被修改了会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。

 

(2)LinkedList

底层采用采用一个first和last的Node<E>节点,通过链表来实现。

 

(3)Hashmap

(3.1)底层采用Node<K,V>[] table 的数组+链表的形式来实现。

(3.2)key和value都可以为NULL。

(3.3)是线程不安全的。

 

(4)HashSet

底层采用HashMap来实现。

其中value使用private static final Object PRESENT = new Object()来表示。

 

(5)CopyOnWriteArrayList

(5.1)底层数据结构

final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

private transient volatile Object[] array;

(5.2)基本操作

get(int index)操作直接取数组对应的元素。

set(int index, E element) 操作按如下步骤:

  • 调用lock.lock()
  • 取index处对应的元素oldValue
  • 如果oldValue和element不等,则复制原数组,然后设置index处的值为element,最后原数组指向新数组。
  • 如果相等,原数组还是指向原数组。
  • lock.unlock()

 

(6)TreeMap

(6.1)继承自AbstractMap<K,V>,实现了NavigableMap<K,V>

(6.2)底层使用红黑树实现,有一个比较器来比较元素的排列顺序,元素是有序的。

(6.3)key不能为NULL,value可以为NULL。key不能为null是因为key之间需要比较大小。

 

(7)TreeSet

底层使用TreeMap来实现。

 

(8)HashTable

(8.1)put和get方法都用synchronized修饰

(8.2)底层是Entry<?,?>[] table,也是数组+链表的形式来实现。

(8.3)put操作中会检查value是否为null,是则抛出NullPointerException。put操作中会调用key.hashCode(),所以key不能为null。综上,key和value都不能为null。

 

(9)LinkedHashMap

(9.1)继承自HashMap,增加了一个额外的双向链表维护key插入和访问的有序性。

(9.2)内部的Entry<K,V>基础自HashMap.Node<K,V>,并增加了两个节点: Entry<K,V> before, after。

(9.3)包含LinkedHashMap.Entry<K,V> head和LinkedHashMap.Entry<K,V> tail。

(9.4)key和value都可以为null。

 

(10)ConcurrentHashMap

(10.1)JDK6和JDK7中采用分段锁的设计。采用segment数组和HashEntry数组的数据结构组成,segment是一种可重入锁ReentrantLock。默认segment数组大小为16。

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(10.2)是否需要扩容:在插入元素之前,会判断Segment里的HashEntry数组是否超过阈值(threshold)。如果超过阀值,则需要进行扩容。而HashMap是put后才判断。

(10.3)如何扩容:ConcurrentHashMap扩容不是针对整个容器,而是针对Segment。新创建的HashEntry数组大小是原来的两倍。

(10.4)put操作步骤

  • 为key做Hash运算,得到hash值。
  • 通过hash值,定位到具体的Segment对象
  • 获取可重入锁
  • 再次通过hash值,定位到Segment中HashEntry数组的具体位置。
  • 插入或覆盖HashEntry对象。
  • 释放锁。

(10.5)JDK8之后使用CAS算法

Java之集合框架汇总分析

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原文地址:https://www.cnblogs.com/fdzfd/p/9219082.html

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