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Java集合类汇总记录--JDK篇

接口类图

Java Collection由两套并行的接口组成,一套是Collection接口,一套是Map接口。如下图


公共抽象类AbstractCollection

要求派生类实现iterator()方法,AbstractCollection根据得到的Iterator实现所有可以支持的方法,比如remove()、contains()、toArray()、toString()等。

当然,Map系列的类并不从AbstractCollection派生。


List实现



AbstractList

要求子类实现get(int)和size()方法,AbstractList利用这两个模板方法,实现出完整的只读List。

 

ArrayList

利用Object[]实现的List。

 

AbstractSequentialList

利用ListIterator接口,实现get(index)、set(index)、remove(index)、add(index, value)等随机访问的方法。

 

LinkedList

单向链表,下面是链表中每个节点的定义:

    privatestaticclass Node<E> {

        E item;

        Node<E> next;

        Node<E> prev;

    }

 

Vector

线程安全的List,采用synchronized(this)进行加锁。内部采用Object[]实现。

 

Stack

对Vector进行的简单封装。

 

CopyOnWriteArrayList

注意此类直接从Object派生。

线程安全。每个add、set等修改操作,都会导致对内部数组进行全新复制。Iterator()函数返回的迭代器对象,包含了当前array的一个快照。因此,对CopyOnWriteArrayList对象的修改,不会影响已经生成的迭代器对象,只是迭代器对象看到的快照有可能是过时的。


 

Queue实现

 

ArrayDeque

用环形数组实现的Deque,自动增长数组大小。

不能接受null元素。

非线程安全。

 

AbstractQueue

抽象类。利用模板函数实现了几个功能,比如addAll()

 

ConcurrentLinkedQueue

线程安全。但这只是表示并发操作不会破坏内部结构,但是toArray()、迭代器、addAll()等操作不是原子的。

不能接受null元素。

用单向链表实现。

使用了非JDK类sun.misc.Unsafe。

 

PriorityQueue

优先队列,利用优先堆实现。

非线程安全。

加入的元素必须支持全排序。

不能接受null元素。

 

DelayQueue

实现的时候用到了PriorityQueue。

非线程安全。

支持Blocking操作。

可以用于连接超时自动移除、缓存超时自动移除等场景。

注意事项:假定DelayQueue中的元素类型为T,

1.        T.getDelay()应该返回超时值

2.        T必须可以全排序

3.        T最好是根据超时值进行全排序,并且全排序一旦排好,比较结果不应该随着Delay值变化而变化。

 

SynchronousQueue

线程安全。

不接收null元素。

特点是put和take函数必须同时执行,才能全部返回;任何一个单独执行只会导致等待。

 

PriorityBlockingQueue

带有Blocking功能的优先队列。

 

LinkedBlockingQueue

带有Blocking功能的Queue

用单向链表实现。

创建的时候可以指定容量,没有指定容量就是Integer.MaxValue;容量在创建后不能修改。

已满状态执行put会导致等待。

为空状态下执行take会导致等待。

 

ArrayBlockingQueue

带有Blocking功能的Queue

用Array实现。

创建的时候必须指定容量,并且创建后不能修改。

已满状态执行put会导致等待。

为空状态下执行take会导致等待。


Set实现


AbstractSet

抽象基类,通过Iterator实现几个通用方法。

 

HashSet

内部包含了一个HashMap对象。

向HashSet中添加一个元素X,相当于向HashMap对象添加一个<X,DummyObject>二元组。

非线程安全。

接收null元素。

 

LinkedHashSet

内部包含了一个LinkedHashMap对象。

非线程安全。

接收null元素。

采用Iterator迭代的时候,根据元素添加的顺序排序。

 

TreeSet

内部包含了一个TreeMap对象。

向TreeSet中添加一个元素X,相当于向TreeMap对象添加一个<X,DummyObject>二元组。

非线程安全。

不接受null元素。

 

ConcurrentSkipListSet

内部包含了一个ConcurentSkipListMap。

线程安全。

不接收null元素。

 

CopyOnWriteArraySet

内部包含了一个CopyOnWriteArrayList做实际的数据存储,因此这实际上是一个Array。


Map实现

 

AbstractMap

抽象类,利用entrySet()模板方法实现了一些通用方法。

 

HashMap

哈希表

Key和Value都可以为null。

非线程安全。

 

LinkedHashMap

从HashMap派生,整个哈希结构都是利用了HashMap来实现

每个插入的Value,都通过一个双向链表连接起来。

可以指定链表的顺序是按照插入时间排序、还是按照访问时间排序。如果是按照访问时间排序,每次访问都要调整链表。

 

TreeMap

基于红黑树实现的Map。

非线程安全。

 

ConcurrentHashTable

基于哈希表实现。

构造函数中可以指定并发程度,也就是预期有多少更新线程。

 

ConcurrentSkiptListMap

支持并发的跳跃表

 

IdentityHashMap

哈希表

内部采用==判断key的相等性。

 

EnumMap

接收Key为Enum类型的Map。

内部用数组来存储Value,即Value =http://www.mamicode.com/= this.Vals[Key.ordinal],效率高。

 

WeakHashMap

每个Key用WeakReference管理。当Key对象符合弱引用的回收条件时,就被回收。

Size()方法返回的是还没有被回收的Key对象的数量。

如果Key已经被回收,get方法放回null。

利用哈希表实现。

实现上,每个<Key,Value>对应一个Entry,每个Entry都是WeakReference的派生类对象。该Entry对象也就是Key的WeakReference。

 

 

集合类的区分因素

1.        支持哪些操作接口

2.        内部实现的数据结构,及其相应的时空复杂度

3.        是否对插入元素的数量有限制

4.        是否支持插入null元素

5.        是否线程安全

6.        是否支持阻塞