Java学习笔记之集合框架篇

Java集合框架

Java学习笔记之集合框架篇_第1张图片

Collection中List和Set的区别

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Map

HashMap

HashMap:数组+链表(JDK8以前,最坏情况为O(n))、数组+链表+红黑树(JDK8以后,最坏情况O(logn))

HashMap:put方法的逻辑

  1. 若HashMap未被初始化,则进行初始化操作;
  2. 对Key求Hash值,依据Hash值计算下标;
  3. 若未发生碰撞,则直接放入桶中;
  4. 若发生碰撞,则以链表的方式链接到后面;
  5. 若链表长度超过阈值,且HashMap元素超过最低树化容量,则将链表转成红黑树;
  6. 若节点已存在,则用新值替代旧值;
  7. 若通满了(默认容量扩容因子 160.75),就需要resize(扩容2倍后重排)

碰撞是HashMap不可避免的问题,那么如何有效减少碰撞

  • 扰动函数:促使元素位置分布均匀,减少碰撞机率
  • 使用final对象,并采用合适的equals()和hashCode()方法

关于HashMap的扩容带来的问题

  • 多线程环境下,调整大小会存在条件竞争,容易造成死锁;
  • rehashing是一个耗时的过程。

Hashtable

Hashtable

  • 早期Java类库提供的哈希表的实现;
  • 线程安全:涉及到修改Hashtable的方法,使用synchronized修饰;
  • 串行化的方式运行,性能比较差。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap:

  • 早期:使用分段锁Segment来实现;
  • 现在:CAS+synchronized使锁细化。

ConcurrentHashMap:put方法的逻辑

  1. 判断Node[]数组是否初始化,没有则进行初始化操作;
  2. 通过hash定位数组的索引坐标,是否有Node节点,如果没有则使用CAS进行添加(链表的头节点),添加失败则进入下次循环;
  3. 检查到内部正在扩容,就帮助它一块扩容;
  4. 如果f!=null,则使用synchronized锁住f元素(链表/红黑二叉树的头节点);
    如果Node(链表结构)则执行链表的添加操作
    如果是TreeNode(树型结构)则执行树的添加操作
  5. 判断链表长度已经达到默认临界值8,若超过就把链表转换为树结构。

HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap的区别

  • HashMap线程不安全,数组+链表+红黑树;
  • Hashtable线程安全,锁住整个对象,数组+链表;
  • ConcurrentHashMap线程安全,CAS+同步锁,数组+链表+红黑树;
  • HashMap的key、value均可为null,而其他的两个类不支持。

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