Java集合学习笔记

 

集合分析：

1。 ArrayList

基于数组实现（Object[] elementData）、实现随机操作（RandomAccess接口）非线程安全。

ensureCapacity（add方法可能要进行数组扩容，计算公式为(oldCapacity * 3)/2 + 1）、trimToSize等使用Arrays.copyOf。

Arrays.copyOf方法实现（参见源码）， 如果是Object类型，则直接通过new Object[newLength]创建；否则通过Array.newInstance创建； 然后调用System.arraycopy将之前数组中的对象复制到新的数组中（native方法）。

add(int, E)的实现，要将当前数组对象进行一次复制（index后数组后移一位）。

remove操作调用的是fastRemove, 要将当前数组对象进行一次复制（index后的数组前移一位）； remove(int)的实现比remove(E)多了一个数组范围检测， 但少了对象查找， 因为性能更好。

 

2。LinkedList

基于双向链表机制（采用E和next、previous的Entry<E> 对象）、实现双向队列操作（Deque接口--对向队列、队列、堆栈）、非线程安全。

add的实现（不需要扩容与数组复制），remove(不需要数组复制)，但都需要改变next、previous的指向来保持双向队列。

 

3。HashSet

基于HashMap实现、非线程安全。

不允许元素重复。

add(E)调用put(K, V)来完成操作， value为类的static final Object。

 

4。TreeSet

基于TreeMap，支持排序， 非线程安全。

add(E)调用put(K, V)来完成操作， value为类的static final Object。

 

5。HashMap

采用Entry对象数组（采用key、value、next、hash的Entry<K,V>对象）、非线程安全。

基于key hash寻找Entry对象存放到数组的位置，对于hash冲突采用链表方式来解决。（threshold = (int)(capacity * loadFactor)）

put操作可能要对Entry对象数组进行扩容（resize方法，计算公式为2 * table.length）， 需要对扩大容量后对象数组重新hash并复制对象到新的数组中（对每个key对象的hasCode进行indexFor得到bucketIndex，在放入数组位置为bucketIndex中），最后设置threshold值。

 

6。TreeMap

基于红黑树的实现、支持排序（可使用带Comparator参数的构造器， 或key对象实现Comparable接口）， 非线程安全。

 

 

集合包测试：

 

单线程测试

1。从整体来看，List几个实现类， 当元素数量多时，删除、查找性能大幅度下降，增加性能稍微下降， 而Set和Map基本没什么变化。

2。从List来看，对于元素数量少时，增加、删除、查找LinkedList性能好；对于元素数量多时，增加LinkedList性能好，删除、查找ArrayList性能好。

 

多线程并发测试：

1。从整体来看，在多线程时各集合性能下降明显，并随着线程数量增加， 下降得就越多， 相对而言Set和Map的实现表现好一些。

2。从List来看，对于元素数量少时，增加、删除、查找LinkedList性能好；对于元素数量多时，增加、删除、查找ArrayList性能好。

 

 

集合包小结：

List适用于允许重复元素的单个对象集合场景，Set适用于不允许重复元素的单个对象集合场景，Map适用于key-value结构集合场景。

ArrayList适用于通过位置来读取元素的场景（随机读取），LinkedList适用于头尾操作及插入指定位置的场景。

（线程不安全， 调用iterator()后， 在遍历过程中如有元素的增加或删除， 则会抛出ConcurrentModificationException）

 

 

学习参考资料：

《分布式Java应用：基础与实践》、jdk7类库源码。