Java 集合基础知识 List/Set/Map

一、list set 区别

• list 有序，可重复；
• set 无序，不重复；

 

二、list set 实现类间区别及原理

• arraylist 底层实现使用object[]，数组查询效率高

　　　　扩容机制

  　　　　　1.6采用（capacity * 3）/ 2 + 1，默认容量为10；

  　　　　　1.7采用（capacity >> 2 + capacity）实现，位移动效率高于数学运算，右移一位等于乘以2倍；

　　　　读取速度快，写入会涉及到扩容，所以相对较慢。

• linkedlist底层采用双向链表，只记录 first 和 last（linkedlist.node）；
• node记录 e item； node<e> next； node<e> prev；
• 写入速度快，但是读取速度相对较慢；

• hashset 无序，不重复。
  • 去重原理：所有值保存至hashmap的key中，利用hashmap的键不重复原理达到去重效果；
  • arraylist去重可采用：new arraylist(new hastset(list))；
• treeset 有序，不重复。
• 底层采用treemap；

 

三、map 实现原理及实现类对比

　　1. hashmap 线程不安全，无序

　　　　1) 内部保存以数组 hashmap.entry<k, v>[] 形式

 1 static class entry<k, v> implements map.entry<k, v> {
 2     final k key;
 3     v value;
 4     entry<k, v> next;
 5     int hash;
 6 
 7     entry(int h, k k, v v, entry<k, v> n) {
 8         value = v;
 9         next = n;
10         key = k;
11         hash = h;
12     }
13 }

　　　　2) 线程不安全原因：

　　　　　　a 在数据操作方法上未采用synchronized同步标识，当多线程发生hash碰撞时，针对hash相等的key只会有一个能成功；

　　　　　　b 如果上面情况涉及到resize扩容情况，每个线程内都会对内部数组进行重新创建，但只有一个会成功；

　　　　3) 扩容（默认大小为16，2的四次方）：

　　　　　　capacity = （capacity * 2 * loadfactor）

　　　　　　loadfactor：系数因子，默认为0.75，时间与空间的权衡结果

　　　　4) 可通过linkedhashmap达到有序效果；

 

　　2. hashtable 内部原理及使用几乎等于hashmap，不同的是 所有操作数据方法都进行了 synchronized 修饰，即同步处理，线程安全，但这导致单线程访问情况下效率要低于hashmap；

　　　　jdk4将hashtable实现了map接口，在jdk5中创建了替代类：concurrenthashmap（同步的hashmap）

　　　　hashmap想要同步可以采用 java.util.collections.synchronizemap(hashmap)（jdk2出现）；

　　　　同理 collections.synchronizecollection(collection<t> c)

　　　　　　collections.synchronizelist(list<t> list)

　　　　　　collections.synchronizeset(set<t> s)

　　　　　　collections.synchronizesortedmap(sortedmap<k, v> m)

　　　　　　collections.synchronizesortedset(sortedset<t> s)

 　　　　迭代hashmap采用快速失败机制，而hashtable不是；

　　　　注：快速失败模式指设计用来即时报告可能会导致失败的任何故障情况，通常会用来停止正常的操作而不是尝试继续做可能有缺陷的工作。与iterator有关，如一个iterator在集合对象上创建了，其他线程欲“结构化”的修改此集合对象，会抛出修改异常（concurrentmodificationexception）

　　

　　3. 建议优先考虑使用hashmap

　　　　a. 单线程下效率高；

　　　　b. 想排序可转换linkedhashmap使用；

　　　　c. 多线程下可采用 collections.synchronizemap(hashmap) 代替

 

待学习：

　　jdk8中的优化点