集合Set解析

Set

• Set体现的是数学上的集合的概念，集合内没有相同的元素，这也是与List主要的区别。
• 另一方面，由于java的Map的key就是没有重复的，所以很多情况下，Set的内部实现就是其相应的Map，把Map的key作为Set，value存为null或Object，例如HashSet内部是HashMap， TreeSet内部也是TreeMap。

HashSet

private transient HashMap<E,Object> map;
private static final Object PRESENT = new Object();
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
 }
public int size() {
    return map.size();
}
//...

• 从上面源码可以看到，HashSet的内部就是HashMap， 其isEmpty、size、add 等方法都是简单的调用了内部map的对应方法。
• 所以HashSet的特性和HasMap很相似，无序，线程不安全等等，详情可以看前面HashMap相关的内容。
• P.S 从中我们也可以知道，hashCode对Set的性能也很重要，从HasMap的put也可以发现，和HashMap一样，在错误的hashCode方法下HashSet是有可能放“相同”元素的，这种代码是错误的，只是说明一下有这种情况。如下：

   static class TestObject{
		@Override
		public int hashCode() {
			return new Random().nextInt(5);
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Object> set = new HashSet<>();
		Object obj = new TestObject();
		set.add(obj);
		set.add(obj);
		set.add(obj);
		set.add(obj);
		System.out.println(set.size());
		System.out.println(set.toString());
	}

TreeSet

   private transient NavigableMap<E,Object> m;
   private static final Object PRESENT = new Object();
   public TreeSet() {
       this(new TreeMap<E,Object>());
   }
   public boolean isEmpty() {
       return m.isEmpty();
   }

• 可以看到，TreeSet的内部就是TreeMap， 其isEmpty、size、add也是简单的调用了内部map的对应方法。
• 所以TreeSet和TreeMap的特性也基本一致的。

LinkedHashSet

    public class LinkedHashSet<E> extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {}
    public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

• 可以看到，LinkedHashSet继承了HashSet，而在构造的时候，调用了一个HashSet的default级别的构造函数。

    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

• 该构造函数不对外(因此外部使用的HashSet还是HashMap的结构)，只有LinkedHashSet使用了。
• 可以看到，该构造函数，将内部map指向新创建LinkedHashMap。 所以，LinkedHashSet底层是 LinkedHashMap实现的。

ConcurrentSkpListSet

private final ConcurrentNavigableMap<E,Object> m;
/**
 * Constructs a new, empty set that orders its elements according to
 * their {@linkplain Comparable natural ordering}.
 */
public ConcurrentSkipListSet() {
    m = new ConcurrentSkipListMap<E,Object>();
}

• 该Set也是基于Map实现的，看ConcurrentSkipListMap的属性即可。
• ConcurrentSkipListMap是基于跳表实现的线程安全的Map
• 需要注意的是，由于底层Map不支持value为null，因此add时的value都用了Boolean.TRUE，即所有的value都指向同一个小对象Boolean.TRUE，从而减小空间损耗

CopyOnWriteArraySet

     private final CopyOnWriteArrayList<E> al;
    /**
     * Creates an empty set.
     */
    public CopyOnWriteArraySet() {
        al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
    }

• 写时复制的Set，基于CopyOnWriteArrayList实现
• 由于CopyOnWriteArrayList已经实现写时复制，并且由于写时的写安全特性以及高效的读特性进行元素遍历，很容易拓展出Set的功能。
• 可以看到，该Set的很多方法也是简单调用CopyOnWriteArrayList来做的，因此，知道了CopyOnWriteArrayList 就知道了该Set了。关于CopyOnWriteArrayList可以看一下之前的内容。

EnumSet

• 这个就没什么好说的，专用于枚举方面的高效Set。
• 该类里大部分是静态和抽象方法，静态方法根据枚举类型来创建其子类实例。RegularEnumSet(不大于64个枚举值的)或JumboEnumSet(超过64个枚举值)。
• 由于底层一些方法是通过位运算，所以效率非常高。