java集合

集合类存放于java.util包种，主要有：set(集)、list(列表)、map(映射)

List

java的List是非常常用的数据类型。

List是有序的Collection。

一共有三个实现类：ArrayList、Vector、LinkedList

ArrayList(数组)

ArrayListS 最常用的list实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。

数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间种。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。

Vector(数组，线程同步)

Vector与ArrayList一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢

LinkList(链表)

LinkedList是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。

另外，它还提供了List接口种没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈，队列和双向队列使用。

Set

set注重独一无二的性质，该体系集合用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素，值不能重复。

对象的相等本质是对象hashCode值(java是依据对象的内存地址计算出的此序号)判断的，如果要让两个不同的对象视为相等的，就必须覆盖Object的hashCode方法和equals方法

HashSet(哈希表)

哈希表存放的是哈希值。HashSet存储的顺序并不是按照存入时的顺序，而是按照哈希值来存的，所以取数据也是按照哈希值取的。元素的哈希值是通过元素的hashcode方法来获取的，HashSet首先判断两个元素的哈希值，如果哈希值一样，接着会比较equals方法。如果equls结构为true，HashSet就视为同一个元素。如果equals为false就不是同一个元素

哈希值相同equals不同的元素怎么存储：

在同样的哈希值下顺延(可以理解为哈希值相同的元素放在一个哈希桶种)。也是哈希一样的存一列

TreeSet(二叉树)

TreeSet使用的是二叉树，对新add()的对象按照指定的顺序排序，每增加一个对象都会进行排序，将对象插入二叉树的指定的位置

包装类型都给可以进行默认的TreeSet排序，而自定义的对象是不可以的，自定义的类必须实现Comparable接口，并且覆写相应的compareTo函数，才可以正常使用

在覆写compare函数时，要返回相应的值才能使TreeSet按照一定的规则来排序

比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于，等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数

LinkHashSet(哈希表+链表)

对于LinkedHashSet而言，它继承于HashSet、又基于LinkedHashMap来实现的。

LinkedHashSet底层使用LinkedHashMap的key来保存所有元素，它继承于HashSet，其所有的方法操作上又与HashSet相同，因此LinkedHashSet的实现上非常简单，只提供了四个构造方法，并通过传递一个标识参数，调用父类的构造器，地城构造一个LinkedHashMap来实现。

Map

HashMap(数组+链表+红黑树)

HashMap根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序是不确定的。

HashMap最多允许一条纪录的key为null，允许多条纪录value为null。

HashMap非线程安全，即任意时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有线程安全的能力，或者使用ConcurrentHashMap。

结构

java7

HashMap里是一个数组，然后数组中每个元素是一个单向链表。

HashMap中每一个元素就是一个Entry的实例，Entry包含四个属性：key、value、hash值、指向链表下一个元素的next。

• 当前数组容量：始终保持2^n，可以扩容，扩容后数组大小为当前的2倍
• 负载因子：默认0.75
• 扩容阈值：当前数组容量 * 负载因子

java8

java8对HashMap进行了一些修改，最大的不同就是利用了红黑树，所以其由 数组+链表+红黑树组成

java7时可以根据hash值快速定位到数组的具体下标，但是之后，需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决于链表的长度(O(N))。未来降低这部分的开销，在java8中，当链表中的元素超过了8个以后，会将链表转换为红黑树(O(logN))，

ConcurrentHashMap

Segment段

ConcurrentHashMap和HashMap思路差不多，但是因为它支持并发操作，所以要复杂一些。

整个ConcurrentHashMap由一个个Segment段组成，Segment代表“部分”或“一段”的意思，所以很多地方都会将其表述为分段锁

线程安全

ConcurrentHashMap是一个Segment数组，Segment通过继承ReentrantLock来进行加锁，所以每次需要加锁的操作锁住的是一个Segment，这样只要保证每个Segment是线程安全的，也就实现了全局的线程安全

并行度

默认是16，也就是说ConcurrentHashMap有16个Segments，所以理论上，这个时候，最多可以同时支持16个线程并发写，只要它们的操作分别分布在不同的Segment上。

这个值可以在初始化的时候设置，但是一旦初始化后，它是不可扩容的。

每个Segments内部很像HashMap，不过它要保证线程安全，所以除了起来要麻烦些

java8

java8对ConcurrentHashMap进行了较大改动，也引入了红黑树

HashTable(线程安全)

HashTable是遗留类，很多映射的常用功能与HashMap类似，不同的是它继承自Dictionary类，并且是线程安全的，任意时间内只能有一个线程能写HashTable，并发性不如ConcurrentHashMap，因为ConcurrentHashMap引入了分段锁。

HashTable不建议使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap替换，需要线程安全的场合可以用ConcurrentHashMap替换

TreeMap(可排序)

TreeMap实现SortedMap接口，能够把它保存的纪录根据key排序，默认是按key升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的纪录是排过序的。

在使用TreeMap时，key必须实现Comparable接口或者在构造TreeMap时传入自定义的Comparator，否则会抛出java.lang.ClassCastException类型的异常

LinkedHashMap(纪录插入顺序)

LinkedHashMap是HashMap的一个子类，保存了纪录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的纪录肯定是先插入的。

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