List
Java的List是有序的Collection。List一共有三个实现类:ArrayList、Vector和LinkedList
ArrayList
ArrayList内部通过数组实现,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,当需要对ArrayList的中间位置插入或删除元素时,需要对数组进行复制和移动,代价比较高。他更加适合随机查找和遍历,不适合插入和删除。当数组大小不满足时需要增加存储能力,将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。
Vector
Vector内部也是通过数组实现,不同的是它通过使用synchronized支持线程的同步,即一个时刻只有一个线程能够写Vector,避免多线程同时写而引起不一致,但是同步需要加锁的代价,访问比ArrayList慢。
LinkedList
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需要O(n)的复杂度。它还提供了List接口中没用定义的方法,专门操作表头和表尾元素,可以当初堆栈、队列和双向队列使用。
Set
Set注重独一无二的性质,该体系结构用于存储无序元素,值不能重复。对象的相等性本质是对象hashCode值(java依据对象内存地址计算的)判断,如果我们想要两个不同的对象视为相等,就必须重写Object的hashCode和equals方法
HashSet
哈希表存放的是哈希值。HashSet存储元素按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取。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是否相等,如果相等接着比较equals,如果结果为true,那么HashSet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为false的元素我们如何解决冲突存储,其实就是在同样的哈希值下顺延(可以认为哈希值相同的元素放在一个哈希桶中)。即哈希一样的元素存一列。
TreeSet
TreeSet()是使用二叉树的原理对新 add()的对象按照指定的顺序排序(升序、降序),每增
加一个对象都会进行排序,将对象插入的二叉树指定的位置。
Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序,而自定义类的对象是不可以的,自
已定义的类必须实现 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。
LinkedHashSet
底层使用哈希表,继承于HashSet,操作与HashSet一样,区别在于它通过链表维护插入顺序,即按照插入的顺序迭代
Map
HashMap
HashMap根据键的hashCode值来存储数据,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,但遍历顺序却是不确定的。
HashMap最多只允许一条记录的键为 null ,允许多条记录的值为 null ,HashMap非线程安全,下面为HashMap在Java7实现的结构。
HashMap里面是一个数组,然后数组中每一个元素是一个单向链表,每一个紫色的实体是嵌套类Entry的实例,Entry包含四个属性:key,value,hash值和next
Java8的实现
最大的不同利用了红黑树,有数组+链表+红黑树组成
Java7实现中根据hash快速定位,但是解决哈希冲突通过哈希桶,可能随着数据量增加,时间复杂度达到O(n),为了降低这部分开销,在Java8中,当链表中元素长度超过8个以后,会将链表转换为红黑树,这时时间复杂度降为O(logn)
ConcurrentHashMap
为了解决多线程并发操作下的HashMap问题,ConcurrentHashMap产生。ConcurrentHashMap是由一个个Segment组成,Segment通过继承ReentrantLock来加锁,所以每次需要加锁的操作是锁住一个segment,只要保证每个segment是线程安全的,那么整个全局的线程也就安全了
下面为Java7实现的ConcurrentHashMap
coconcurrentLevel:并行级别、并发数、Segment数,默认16,理论上同时支持16个线程并发写,只要操作分别分布在不同的Segment上。这个值可以在初始化设置,一旦初始化后,不可以扩容。每个Segment内部和HashMap很像,不过保证线程安全,处理有不同。Java8引入红黑树,图就不给出了。
HashTable
HashTable遗留类,常用功能和HashMap相似,不同继承于Dictionary类,并且线程安全,使用synchronized实现,任一时间只能一个线程写HashTable,线程激烈竞争下效率低下,并发性不如ConcurrentHashMap。
TreeMap
TreeMap实现SortedMap接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是根据值的升序排序,也可以指定排序的比较器,当用iterator遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。
使用TreeMap,key必须实现Comparable接口或者在构造TreeMap传入自定义的Comparator,否则会在运行时抛出ClassCastException异常
基础的几种JAVA框架
LinkedHashMap
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