Java基础教程：Java集合框架分析

　　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privatestaticfinalObjectPRESENT=newObject()来表示。

　　（5）CopyOnWriteArrayList

　　（5.1）底层数据结构

　　finaltransientReentrantLocklock=newReentrantLock();

　　privatetransientvolatileObject[]array;

　　（5.2）基本操作

　　get(intindex)操作直接取数组对应的元素。

　　set(intindex,Eelement)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。

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