关于Java集合的部分复习知识点整理

关于Java集合的部分复习知识点整理

ArrayList

1. ArrayList本质上继承了AbstractList，而AbstractList则是继承了Collection集合类，并且Arraylist是实现了List的接口
2. ArrayList初始的容量，DEFAULT_CAPACITY = 10，即初始容量为10，但初始化对象的时候可以传入你自定义的容量最大容量为Interger.MaxValue-8
3. ArrayList的默认元素存储，是一个Object[]数组
4. ArrayList源码里面存在一个ensureCapacity的方法，用来确认数组的容量是否需要扩容，扩容的时候采用的是Arrays.Copyof的方法，复制元素到一个新的数组
5. 关于ArrayList的扩容机制，达到了定义容量（不传入容量的话，即为默认容量）的时候，会动态扩容1.5倍，也是采用上述的复制方法
6. ArrayList其实是存在手动缩容的方法的，在源码中有叫做 trimToSize()的方法，一般是手动调用的
7. ArrayList中删除元素的Remove方法其实也是采用arraycopy()的方法来进行元素的移动，本质跟数组差不多
8. ArrayList是线程不安全的，里面没有实现线程安全的保障，多线程在访问的时候，实现的自动扩容也是造成线程不安全的一部分原因。相反，常见的Vector基本上是靠synchronized来实现线程安全的

HashMap

• HashMap实现了Map接口，初始容量为16，最大容量为1 << 30，默认加载因子为0.75，如果自己传入初始值K，则容量为大于K的2次方整数，例如：传入10的话，则容量为16

  

• HashMap的插入原理

  

• 在JDK1.8之前，HashMap使用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的节点都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，HashMap采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间，红黑树转链表的阈值是6

  • hash函数是通过拿到key的hashcode，然后让hashcode的高16位和低16位进行异或操作，这样设计的原因是尽可能地减小hash碰撞，其二是位运算比较高效

• hashmap如果采用头插法的话，在多线程的情况下会产生环，并且hashmap在多线程下也是不安全的，在JDK8之前的话，是先判断扩容再插入的，而JDK8之后则是先插入再判断是否需要扩容，扩容为扩容到原数组大小的2倍

  • 扩容的时候1.7需要对原数组中的元素进行重新hash定位在新数组的位置，1.8采用更简单的判断逻辑，位置不变或索引+旧容量大小
  • 链表转红黑树，并不是达到8个Node节点的阈值就进行转换，而是要判断一下整个数据结构中的Node数量是否大于64，大于才会转，小于就会用扩容数组的方式代替红黑树的转换

扩展

Java中有HashTable、Collections.synchronizedMap、以及ConcurrentHashMap可以实现线程安全的Map。

1. HashTable是直接在操作方法上加synchronized关键字，锁住整个数组，粒度比较大；
2. Collections.synchronizedMap是使用Collections集合工具的内部类，通过传入Map封装出一个SynchronizedMap对象，内部定义了一个对象锁，方法内通过对象锁实现；
3. ConcurrentHashMap使用分段锁，降低了锁粒度，让并发度大大提高。