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java 集合底层机制

集合类存放于 Java.util 包中,主要有 3 种:set(集)、list(列表包含 Queue)和 map(映射)。

    1. Collection:Collection 是集合 List、Set、Queue 的最基本的接口。
    1. Iterator:迭代器,可以通过迭代器遍历集合中的数据
    1. Map:是映射表的基础接口


      java 集合底层机制,第1张

ArrayList(数组)

  • ArrayList 是最常用的 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中。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(数组实现、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,他还提供了 List 接口中没有定义的方法,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。

HashSet(Hash 表)

  • 哈希表边存放的是哈希值。HashSet 存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序(和 List 显然不 同) 而是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。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 结果为 true ,HashSet 就视为同一个元素。如果 equals 为 false 就不是
    同一个元素。


    java 集合底层机制,第2张
  • HashSet 通过 hashCode 值来确定元素在内存中的位置。一个 hashCode 位置上可以存放多个元素。

TreeSet(二叉树)

java 集合底层机制,第3张

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,即任一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。我们用下面这张图来介绍
    HashMap 的结构。


    java 集合底层机制,第4张

    java 集合底层机制,第5张

ConcurrentHashMap

java 集合底层机制,第6张

java 集合底层机制,第7张

java 集合底层机制,第8张

HashTable(线程安全)

  • Hashtable 是遗留类,很多映射的常用功能与 HashMap 类似,不同的是它承自 Dictionary 类,并且是线程安全的,任一时间只有一个线程能写 Hashtable,并发性不如 ConcurrentHashMap,因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。Hashtable 不建议在新代码中使用,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。

LinkedHashSet (记录插入顺序 hash表和双向链表)

  • LinkedHashSet是HashSet的子类
  • LinkedHashSet底层是一个 LinkedHashMap,底层维护了一个数组+双向链表
  • LinkedHashSet根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,同时使用链表维护元素的次序, 这使得元素看起来是以插入顺序保存的。(有序)
  • LinkedHashSet 不允许添重复元素
1.在LinkedHastSet中维护了一个hash表和双向链表(LinkedHashSet有head 和tail )
2. 每一个节点有pre和next属性,这样可以形成双向链表
3. 在添加一个元素时,先求hash值,在求索引.确定该元素在hashtable的位置,然后将添加的元素加入到双向链表(如果已经存在,不添加[原则和hashset一样])
tail.next = newElement //简单指定
newElement.pre = tail
tail = newEelment;
4. 这样的话,我们遍历LinkedHashSet 也能确保插入顺序和遍历顺序一致
  • https://blog.csdn.net/liuyiyi_/article/details/122255007
java 集合底层机制,第9张

LinkHashSet(HashSet+LinkedHashMap)

  • 对于 LinkedHashSet 而言,它继承与 HashSet、又基于 LinkedHashMap 来实现的。LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素,它继承与 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,底层构造一个 LinkedHashMap 来实现,在相关操作上与父类 HashSet 的操作相同,直接调用父类 HashSet 的方法即可。
java 集合底层机制,第10张

java 集合底层机制,第11张

https://www.xamrdz.com/backend/32f1941848.html

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