一:框架图
二:框架分析
(0)点线框表示接口,实线框表示具体的类。
(1)常用的List、Set、Queue、Map都属于集合类。前三个都是继承自Collection,但是Map不是。
(2)List不仅可以生成普通的Iterator(因为继承自Collection),还能生成ListIterator。
(3)常用的类ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。这几个类请好好研读JDK源码
(4)其它需要好好掌握的容器:CopyOnWriteArrayList、TreeSet、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap。
三:容器分析
(1)ArrayList
(1.1)底层使用一个Object数组来实现。get和set操作基于这个数组。
(1.2)List在遍历的时候,如果被修改了会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。
(2)LinkedList
底层采用采用一个first和last的Node<E>节点,通过链表来实现。
(3)Hashmap
(3.1)底层采用Node<K,V>[] table 的数组+链表的形式来实现。
(3.2)key和value都可以为NULL。
(3.3)是线程不安全的。
(4)HashSet
底层采用HashMap来实现。
其中value使用private static final Object PRESENT = new Object()来表示。
(5)CopyOnWriteArrayList
(5.1)底层数据结构
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private transient volatile Object[] array;
(5.2)基本操作
get(int index)操作直接取数组对应的元素。
set(int index, E element) 操作按如下步骤:
- 调用lock.lock()
- 取index处对应的元素oldValue
- 如果oldValue和element不等,则复制原数组,然后设置index处的值为element,最后原数组指向新数组。
- 如果相等,原数组还是指向原数组。
- lock.unlock()
(6)TreeMap
(6.1)继承自AbstractMap<K,V>,实现了NavigableMap<K,V>
(6.2)底层使用红黑树实现,有一个比较器来比较元素的排列顺序,元素是有序的。
(6.3)key不能为NULL,value可以为NULL。key不能为null是因为key之间需要比较大小。
(7)TreeSet
底层使用TreeMap来实现。
(8)HashTable
(8.1)put和get方法都用synchronized修饰
(8.2)底层是Entry<?,?>[] table,也是数组+链表的形式来实现。
(8.3)put操作中会检查value是否为null,是则抛出NullPointerException。put操作中会调用key.hashCode(),所以key不能为null。综上,key和value都不能为null。
(9)LinkedHashMap
(9.1)继承自HashMap,增加了一个额外的双向链表维护key插入和访问的有序性。
(9.2)内部的Entry<K,V>基础自HashMap.Node<K,V>,并增加了两个节点: Entry<K,V> before, after。
(9.3)包含LinkedHashMap.Entry<K,V> head和LinkedHashMap.Entry<K,V> tail。
(9.4)key和value都可以为null。
(10)ConcurrentHashMap
(10.1)JDK6和JDK7中采用分段锁的设计。采用segment数组和HashEntry数组的数据结构组成,segment是一种可重入锁ReentrantLock。默认segment数组大小为16。
(10.2)是否需要扩容:在插入元素之前,会判断Segment里的HashEntry数组是否超过阈值(threshold)。如果超过阀值,则需要进行扩容。而HashMap是put后才判断。
(10.3)如何扩容:ConcurrentHashMap扩容不是针对整个容器,而是针对Segment。新创建的HashEntry数组大小是原来的两倍。
(10.4)put操作步骤
- 为key做Hash运算,得到hash值。
- 通过hash值,定位到具体的Segment对象
- 获取可重入锁
- 再次通过hash值,定位到Segment中HashEntry数组的具体位置。
- 插入或覆盖HashEntry对象。
- 释放锁。
(10.5)JDK8之后使用CAS算法
原文地址:https://www.cnblogs.com/fdzfd/p/9219082.html