이 기사에서는 컬렉션 프레임워크와 관련된 문제를 주로 소개하는 java에 대한 관련 지식을 제공합니다. Java 컬렉션 프레임워크는 뛰어난 성능과 사용하기 쉬운 인터페이스 및 클래스 세트를 제공합니다. 그것이 모두에게 도움이 되기를 바랍니다.
추천 학습: "java 학습 튜토리얼"
Java 컬렉션 프레임워크는 뛰어난 성능과 사용하기 쉬운 인터페이스 및 클래스 집합을 제공합니다. java.util 패키지에 있습니다. 컨테이너에는 주로 Collection과 Map이 포함됩니다. Collection은 개체 컬렉션을 저장하고 Map은 키-값 쌍(두 개체)의 매핑 테이블을 저장합니다java.util包中。容器主要包括 Collection 和 Map 两种，Collection 存储着对象的集合，而 Map 存储着键值对(两个对象)的映射表
ConcurrentHashMap 来支持线程安全，并且 ConcurrentHashMap 的效率会更高，因为 ConcurrentHashMap
| 는 이중 연결 목록을 기반으로 구현되어 순차적으로만 접근할 수 있지만 연결 목록 중간에 요소를 빠르게 삽입하고 삭제할 수 있습니다. 뿐만 아니라 LinkedList는 스택, 큐 및 데큐로도 사용할 수 있습니다. | LinkedList |
|---|---|
| 은 힙 구조를 기반으로 하며 우선순위 대기열을 구현하는 데 사용할 수 있습니다. | |
| TreeMap | 은 레드-블랙 트리를 기반으로 구현되었습니다. | HashMap
| HashTable | |
| LinkedHashMap | 은 이중 연결 목록을 사용하여 삽입 순서 또는 가장 최근에 사용된(LRU) 순서로 요소의 순서를 유지합니다. 개체 | 목록 인터페이스는 고유하지 않고 순서가 지정된 개체 집합을 저장합니다.
| Map 인터페이스는 키-값 개체 집합을 저장하여 키-값 매핑을 제공합니다. | ArrayList는 가변 길이 배열을 구현하고 메모리에 연속 공간을 할당합니다. 요소를 순회하고 요소에 무작위로 액세스하는 효율성은 상대적으로 높습니다. |
| HashSet은 해시 알고리즘을 사용하여 Set을 구현합니다 | HashSet의 하위 레이어는 HashMap을 사용하여 구현되므로 hashCode 알고리즘을 사용하여 메모리 주소를 직접 결정하므로 쿼리 효율성이 높습니다. 요소의 추가 및 삭제 효율성이 높습니다 |
| 2. ArrayList 분석 | 1. ArrayList는 |
3. 소스 코드 분석
public class ArrayList<e> extends AbstractList<e> implements List<e>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable</e></e></e>
다음은 몇 가지 인터페이스를 간략하게 설명합니다
3.2 Properties
//版本号
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
//缺省容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空对象数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//缺省空对象数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//存储的数组元素
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
//实际元素大小，默认为0
private int size;
//最大数组容量
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;/**
* 构造具有指定初始容量的空列表
* 如果指定的初始容量为负，则为IllegalArgumentException
*/public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}}/**
* 默认空数组的大小为10
* ArrayList中储存数据的其实就是一个数组，这个数组就是elementData
*/public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}/**
* 按照集合迭代器返回元素的顺序构造包含指定集合的元素的列表
*/public ArrayList(Collection extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// 转换为数组
//每个集合的toarray()的实现方法不一样，所以需要判断一下，如果不是Object[].class类型，那么久需要使用ArrayList中的方法去改造一下。
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// 否则就用空数组代替
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}}ensureCapacity(int minCapacity)를 통해 이루어집니다. ensureCapacity를 사용하여 ArrayList 인스턴스의 용량을 수동으로 늘려 증분 재할당량을 줄일 수도 있습니다. ensureCapacity(int minCapacity)来实现。在实际添加大量元素前，我也可以使用ensureCapacity来手动增加ArrayList实例的容量，以减少递增式再分配的数量。
数组进行扩容时，会将**老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中，每次数组容量的增长大约是其原容量的1.5倍。**这种操作的代价是很高的，因此在实际使用时，我们应该尽量避免数组容量的扩张。当我们可预知要保存的元素的多少时，要在构造ArrayList实例时，就指定其容量，以避免数组扩容的发生。或者根据实际需求，通过调用ensureCapacity方法来手动增加ArrayList实例的容量。
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
//判断初始化的elementData是不是空的数组，也就是没有长度
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//因为如果是空的话，minCapacity=size+1；其实就是等于1，空的数组没有长度就存放不了
//所以就将minCapacity变成10，也就是默认大小，但是在这里，还没有真正的初始化这个elementData的大小
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
//确认实际的容量，上面只是将minCapacity=10，这个方法就是真正的判断elementData是否够用
return minCapacity;}private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
//minCapacity如果大于了实际elementData的长度，那么就说明elementData数组的长度不够用
/*第一种情况：由于elementData初始化时是空的数组，那么第一次add的时候，
minCapacity=size+1；也就minCapacity=1，在上一个方法(确定内部容量ensureCapacityInternal)
就会判断出是空的数组，就会给将minCapacity=10，到这一步为止，还没有改变elementData的大小。
第二种情况：elementData不是空的数组了，那么在add的时候，minCapacity=size+1；也就是
minCapacity代表着elementData中增加之后的实际数据个数，拿着它判断elementData的length
是否够用，如果length不够用，那么肯定要扩大容量，不然增加的这个元素就会溢出。*/
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);}//ArrayList核心的方法，能扩展数组大小的真正秘密。private void grow(int minCapacity) {
//将扩充前的elementData大小给oldCapacity
int oldCapacity = elementData.length;
//newCapacity就是1.5倍的oldCapacity
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
/*这句话就是适应于elementData就空数组的时候，length=0，那么oldCapacity=0，newCapacity=0，
所以这个判断成立，在这里就是真正的初始化elementData的大小了，就是为10.前面的工作都是准备工作。
*/
if (newCapacity - minCapacity 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//新的容量大小已经确定好就copy数组，改变容量大小。
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}//用来赋最大值private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;}/**
* 添加一个特定的元素到list的末尾。
* 先size+1判断数组容量是否够用，最后加入元素
*/public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;}/**
* Inserts the specified element at the specified position in this
* list. Shifts the element currently at that position (if any) and
* any subsequent elements to the right (adds one to their indices).
*
* @param index index at which the specified element is to be inserted
* @param element element to be inserted
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/public void add(int index, E element) {
//检查index也就是插入的位置是否合理。
rangeCheckForAdd(index);
//检查容量是否够用，不够就自动扩容
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//这个方法就是用来在插入元素之后，要将index之后的元素都往后移一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;}当调用add()方法时，实际函数调用：
add→ensureCapacityInternal→ensureExplicitCapacity(→grow→hugeCapacity)
例如刚开始初始化一个空数组后add一个值，会首先进行自动扩容
将底层数组的容量调整为当前列表保存的实际元素的大小的功能
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size <h3>3.7 remove()方法</h3><p><code>remove()</code>方法也有两个版本，一个是<code>remove(int index)</code>删除指定位置的元素，另一个是<code>remove(Object o)</code>删除第一个满足<code>o.equals(elementData[index])</code>的元素。删除操作是<code>add()</code>操作的逆过程，需要将删除点之后的元素向前移动一个位置。需要注意的是为了让GC起作用，必须显式的为最后一个位置赋<code>null</code>值。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; //清除该位置的引用，让GC起作用
return oldValue;
}这里简单介绍了核心方法，其他方法查看源码可以很快了解
ArrayList采用了快速失败的机制，通过记录modCount参数来实现。在面对并发的修改时，迭代器很快就会完全失败，并抛出ConcurrentModificationException
public class LinkedList<e> extends AbstractSequentialList<e> implements List<e>, Deque<e>, Cloneable, java.io.Serializable</e></e></e></e>
//实际元素个数transient int size = 0; //头结点transient Node<e> first; //尾结点transient Node<e> last;</e></e>
public LinkedList() {}public LinkedList(Collection extends E> c) {
this();
//将集合c中的各个元素构建成LinkedList链表
addAll(c);}remove( ) 메소드에도 두 가지 버전이 있는데, 하나는 지정된 위치의 요소를 삭제하는 remove(int index)이고, 다른 하나는 remove(Object o)입니다. o.equals(elementData[ index]) 요소를 만족하는 첫 번째 요소를 삭제합니다. 삭제 작업은 add() 작업의 반대 프로세스로, 삭제 지점 이후의 요소를 한 위치 앞으로 이동해야 합니다. GC가 작동하려면 마지막 위치에 null 값이 명시적으로 할당되어야 한다는 점에 유의해야 합니다. 🎜//根据前面介绍双向链表就知道这个代表什么了，linkedList的奥秘就在这里private static class Node<e> {
// 数据域（当前节点的值）
E item;
//后继
Node<e> next;
//前驱
Node<e> prev;
// 构造函数，赋值前驱后继
Node(Node<e> prev, E element, Node<e> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}}</e></e></e></e></e>modCount를 기록하여 빠른 실패 메커니즘을 채택합니다. code> 달성할 매개변수입니다. 동시 수정에 직면하면 반복자는 미래의 불특정 시간에 불특정 임의 동작의 위험을 감수하는 대신 신속하게 완전히 실패하고 <code>ConcurrentModificationException 예외를 발생시킵니다🎜| 메소드 이름 | |
|---|---|
| Void AddL ast(객체 O) | |
LinkedList同时实现了List接口和Deque接口，也就是说它既可以看作一个顺序容器，又可以看作一个队列(Queue)，同时又可以看作一个栈(Stack)。这样看来，LinkedList简直就是个全能冠军。当你需要使用栈或者队列时，可以考虑使用LinkedList，一方面是因为Java官方已经声明不建议使用Stack类，更遗憾的是，Java里根本没有一个叫做Queue_的类(它是个接口名字)。关于栈或队列，现在的首选是ArrayDeque，它有着比LinkedList(当作栈或队列使用时)有着更好的性能。
LinkedList的实现方式决定了所有跟下标相关的操作都是线性时间，而在首段或者末尾删除元素只需要常数时间。为追求效率LinkedList没有实现同步(synchronized)，如果需要多个线程并发访问，可以先采用Collections.synchronizedList()方法对其进行包装
public class LinkedList<e> extends AbstractSequentialList<e> implements List<e>, Deque<e>, Cloneable, java.io.Serializable</e></e></e></e>
这里可以发现LinkedList多了一层AbstractSequentialList的抽象类，这是为了减少实现顺序存取（例如LinkedList）这种类的工作。如果自己想实现顺序存取这种特性的类(就是链表形式)，那么就继承 这个AbstractSequentialList抽象类，如果想像数组那样的随机存取的类，那么就去实现AbstracList抽象类。
transient关键字修饰，这也意味着在序列化时该域是不会序列化的
//实际元素个数transient int size = 0; //头结点transient Node<e> first; //尾结点transient Node<e> last;</e></e>
public LinkedList() {}public LinkedList(Collection extends E> c) {
this();
//将集合c中的各个元素构建成LinkedList链表
addAll(c);}//根据前面介绍双向链表就知道这个代表什么了，linkedList的奥秘就在这里private static class Node<e> {
// 数据域（当前节点的值）
E item;
//后继
Node<e> next;
//前驱
Node<e> prev;
// 构造函数，赋值前驱后继
Node(Node<e> prev, E element, Node<e> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}}</e></e></e></e></e>public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;}void linkLast(E e) {
//临时节点l(L的小写)保存last，也就是l指向了最后一个节点
final Node<e> l = last;
//将e封装为节点，并且e.prev指向了最后一个节点
final Node<e> newNode = new Node(l, e, null);
//newNode成为了最后一个节点，所以last指向了它
last = newNode;
if (l == null)
//判断是不是一开始链表中就什么都没有，如果没有，则new Node就成为了第一个结点，first和last都指向它
first = newNode;
else
//正常的在最后一个节点后追加，那么原先的最后一个节点的next就要指向现在真正的 最后一个节点，原先的最后一个节点就变成了倒数第二个节点
l.next = newNode;
//添加一个节点，size自增
size++;
modCount++;}</e></e>addAll()有两个重载函数，addAll(Collection extends E>)型和addAll(int,Collection extends E>)型，我们平时习惯调用的addAll(Collection<?extends E>)型会转化为addAll(int,Collection extends<e>)</e>型
public boolean addAll(Collection extends E> c) {
return addAll(size, c);}public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) {
//检查index这个是否为合理
checkPositionIndex(index);
//将集合c转换为Object数组
Object[] a = c.toArray();
//数组a的长度numNew，也就是由多少个元素
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
//如果空的就什么也不做
return false;
Node<e> pred, succ;
//构造方法中传过来的就是index==size
//情况一：构造方法创建的一个空的链表，那么size=0，last、和first都为null。linkedList中是空的。
//什么节点都没有。succ=null、pred=last=null
//情况二：链表中有节点，size就不是为0，first和last都分别指向第一个节点，和最后一个节点，
//在最后一个节点之后追加元素，就得记录一下最后一个节点是什么，所以把last保存到pred临时节点中。
//情况三index！=size，说明不是前面两种情况，而是在链表中间插入元素，那么就得知道index上的节点是谁，
//保存到succ临时节点中，然后将succ的前一个节点保存到pred中，这样保存了这两个节点，就能够准确的插入节点了
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<e> newNode = new Node(pred, e, null);
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
if (succ == null) {
/*如果succ==null，说明是情况一或者情况二，
情况一、构造方法，也就是刚创建的一个空链表，pred已经是newNode了，
last=newNode，所以linkedList的first、last都指向第一个节点。
情况二、在最后节后之后追加节点，那么原先的last就应该指向现在的最后一个节点了，
就是newNode。*/
last = pred;
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;}//根据引下标找到该结点并返回Node<e> node(int index) {
//判断插入的位置在链表前半段或者是后半段
if (index > 1)) {
Node<e> x = first;
//从头结点开始正向遍历
for (int i = 0; i x = last;
//从尾结点开始反向遍历
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}}</e></e></e></e>/*如果我们要移除的值在链表中存在多个一样的值，那么我们
会移除index最小的那个，也就是最先找到的那个值，如果不存在这个值，那么什么也不做
*/public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<e> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<e> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;}不能传一个null值E unlink(Node<e> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
final Node<e> next = x.next;
final Node<e> prev = x.prev;
if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
//x的前后指向都为null了，也把item为null，让gc回收它
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;}</e></e></e></e></e>**get(index)、indexOf(Object o)**等查看源码即可
在LinkedList中除了有一个Node的内部类外，应该还能看到另外两个内部类，那就是ListItr，还有一个是DescendingIterator内部类
/*这个类，还是调用的ListItr，作用是封装一下Itr中几个方法，让使用者以正常的思维去写代码，
例如，在从后往前遍历的时候，也是跟从前往后遍历一样，使用next等操作，而不用使用特殊的previous。
*/private class DescendingIterator implements Iterator<e> {
private final ListItr itr = new ListItr(size());
public boolean hasNext() {
return itr.hasPrevious();
}
public E next() {
return itr.previous();
}
public void remove() {
itr.remove();
}}</e>两个都是线程不安全的，在iterator时，会发生fail-fast：快速失效。
java.util의 모든 컬렉션은 실패하지 않는 반면, java.util.concurrent의 모든 컬렉션은 실패하지 않습니다
java.util.concurrent 아래의 빠른 실패java.util.ConcurrentModificationException异常（并发修改异常），这就是快速失败java.util.concurrent下的类，都是线程安全的类，他们在迭代的过程中，如果有线程进行结构的改变，不会报异常，而是正常遍历，这就是安全失败Arrays.copyOf()来拷贝副本，在副本上增加元素，如果有其他线程在此改变了集合的结构，那也是在副本上的改变，而不是影响到原集合，迭代器还是照常遍历，遍历完之后，改变原引用指向副本，所以总的一句话就是如果在此包下的类进行增加删除，就会出现一个副本。所以能防止fail-fast，这种机制并不会出错，所以我们叫这种现象为fail-safe总结：Vector在你不需要进行线程安全的时候，也会给你加锁，也就导致了额外开销，所以在jdk1.5之后就被弃用了，现在如果要用到线程安全的集合，都是从java.util.concurrent包下去拿相应的类。
通过key、value封装成一个entry对象，然后通过key的值来计算该entry的hash值，通过entry的hash 值和数组的长度length来计算出entry放在数组中的哪个位置上面，每次存放都是将entry放在第一个位置。
HashMap实现了Map接口，即允许放入key为null的元素，也允许插入value为null的元素；除该类未实现同步外，其余跟Hashtablefail-safe
안전 실패인 java.util.ConcurrentModificationException 예외(동시 수정 예외) 클래스는 모두 스레드로부터 안전합니다. 스레드가 구조를 변경하는 경우 예외는 보고되지 않지만 순회는 정상입니다. 왜 이것이 java.util.concurrent 패키지에 있습니까? 컬렉션에 구조적 변경이 있는 경우 예외가 보고되지 않습니까? 
Arrays.copyOf()를 사용하여 복사본을 복사하고 요소를 복사본에 추가하면 여기에서 컬렉션의 구조도 변경됩니다. 순회 후에는 원래 참조가 복사본을 가리키도록 변경됩니다. 따라서 간단히 말해서 이 패키지 아래의 클래스가 추가되거나 삭제되면 복사본이 됩니다. 나타납니다. 따라서 이 메커니즘은 잘못되지 않으므로 이 현상을 오류 방지라고 부릅니다.🎜🎜🎜벡터도 스레드 안전합니다. 🎜🎜 안전 장치가 나타나는 이유는 추가 및 삭제를 구현하기 위해 서로 다른 기본 메커니즘을 사용하기 때문입니다. 위에서 언급한 것처럼 복사본이 있는 반면 arrayList, linekdList, verctor 등의 하위 레이어는 실제 참조에서 작동합니다. 그래서 예외가 발생합니다🎜🎜🎜4. 지금 벡터를 사용하지 않는 것이 좋습니다🎜🎜🎜벡터가 스레드 안전성을 달성하는 방법은 각 작업 메서드에 잠금을 추가하는 것입니다. 이러한 잠금은 실제로 필요하지 않습니다. 일반적으로 스레드 안전성은 일련의 작업을 잠그는 방식, 즉 스레드 안전성을 보장하기 위해 함께 동기화해야 하는 리소스를 잠그는 방식으로 달성됩니다.🎜🎜여러 스레드가 동시에 잠긴 메서드를 실행하는 경우, 이 메서드에는 다음과 같은 존재가 있습니다. Vector의 Vector🎜는 자체 구현에서 잠겨 있으므로 잠그고 다시 잠그는 것과 동일하며 이로 인해 추가 오버헤드가 발생합니다.🎜🎜Vector에도 빠른 실패 문제가 있어 순회 보안을 보장할 수 없습니다. 탐색할 때 추가 잠금을 추가하려면 arrayList를 직접 사용한 다음 잠그는 것이 좋습니다🎜🎜🎜요약: Vector는 스레드로부터 안전할 필요가 없을 때도 잠기므로 이로 인해 추가 오버헤드가 발생하므로 jdk1.5 이후에는 더 이상 사용되지 않습니다. 이제 스레드로부터 안전한 컬렉션을 사용하려는 경우 java.util.concurrent 패키지에서 해당 클래스를 가져올 수 있습니다. 🎜🎜5. HashMap 분석🎜🎜1. HashMap 소개🎜key가 null인 요소를 넣을 수 있고 값을 삽입할 수도 있습니다. null 요소여야 하며, 이 클래스가 동기화를 구현하지 않는다는 점을 제외하면 나머지는 TreeMap과 달리 Hashtable과 거의 동일하며 이 컨테이너는 요소의 순서를 보장하지 않습니다. 컨테이너는 필요에 따라 요소를 다시 해시할 수 있습니다. 요소의 순서도 다시 섞이므로 서로 다른 시간에 동일한 HashMap을 반복하는 순서가 다를 수 있습니다. 충돌을 처리하는 방법에 따라 해시 테이블을 구현하는 방법에는 두 가지가 있는데, 하나는 개방형 주소 지정 방식(Open addressing)이고, 다른 하나는 충돌 연결 목록 방식(연결 목록과 분리 연결)입니다. 🎜Java7 HashMap은 충돌 연결 목록 방법🎜을 사용합니다. 🎜🎜🎜🎜Java8 对 HashMap 进行了一些修改，最大的不同就是利用了红黑树，所以其由 数组+链表+红黑树 组成。根据 Java7 HashMap 的介绍，我们知道，查找的时候，根据 hash 值我们能够快速定位到数组的具体下标，但是之后的话，需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决于链表的长度为 O(n)。为了降低这部分的开销，在 Java8 中，当链表中的元素达到了 8 个时，会将链表转换为红黑树，在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(logN)。
Java7 中使用 Entry 来代表每个 HashMap 中的数据节点，Java8 中使用 Node，基本没有区别，都是 key，value，hash 和 next 这四个属性，不过，Node 只能用于链表的情况，红黑树的情况需要使用 TreeNode
public class HashMap<k> extends AbstractMap<k> implements Map<k>, Cloneable, Serializable</k></k></k>
//序列号private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; //默认的初始容量static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 [] table; //存放具体元素的集transient Set<map.entry>> entrySet; //存放元素的个数，注意这个不等于数组的长度transient int size; //每次扩容和更改map结构的计数器transient int modCount; //临界值，当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时，会进行扩容int threshold; //填充因子,计算HashMap的实时装载因子的方法为：size/capacityfinal float loadFactor;</map.entry>
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
// 初始容量不能小于0，否则报错
if (initialCapacity MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
//填充因子不能小于或等于0，不能为非数字
if (loadFactor >> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n = MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;}/**
* 自定义初始容量，加载因子为默认
*/public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}/**
* 使用默认的加载因子等字段
*/public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}public HashMap(Map extends K, ? extends V> m) {
//初始化填充因子
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
//将m中的所有元素添加至HashMap中
putMapEntries(m, false);}//将m的所有元素存入该实例final void putMapEntries(Map extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
int s = m.size();
if (s > 0) {
//判断table是否已经初始化
if (table == null) { // pre-size
//未初始化，s为m的实际元素个数
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft threshold)
threshold = tableSizeFor(t);
}
else if (s > threshold)
resize();
//将m中的所有元素添加至HashMap中
for (Map.Entry extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
}}put()方法
先计算key的hash值，然后根据hash值搜索在table数组中的索引位置，如果table数组在该位置处有元素，则查找是否存在相同的key，若存在则覆盖原来key的value，否则将该元素保存在链表尾部，注意JDK1.7中采用的是头插法，即每次都将冲突的键值对放置在链表头，这样最初的那个键值对最终就会成为链尾，而JDK1.8中使用的是尾插法。此外，若table在该处没有元素，则直接保存。
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<k>[] tab; Node<k> p; int n, i;
//第一次put元素时，table数组为空，先调用resize生成一个指定容量的数组
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//hash值和n-1的与运算结果为桶的位置，如果该位置空就直接放置一个Node
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
//如果计算出的bucket不空，即发生哈希冲突，就要进一步判断
else {
Node<k> e; K k;
//判断当前Node的key与要put的key是否相等
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//判断当前Node是否是红黑树的节点
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<k>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
//以上都不是，说明要new一个Node，加入到链表中
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//在链表尾部插入新节点，注意jdk1.8是在链表尾部插入新节点
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 如果当前链表中的元素大于树化的阈值，进行链表转树的操作
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//在链表中继续判断是否已经存在完全相同的key
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//走到这里，说明本次put是更新一个已存在的键值对的value
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
//在hashMap中，afterNodeAccess方法体为空，交给子类去实现
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//如果当前size超过临界值，就扩容。注意是先插入节点再扩容
if (++size > threshold)
resize();
//在hashMap中，afterNodeInsertion方法体为空，交给子类去实现
afterNodeInsertion(evict);
return null;}</k></k></k></k>resize() 数组扩容
用于初始化数组或数组扩容，每次扩容后，容量为原来的 2 倍，并进行数据迁移
final Node<k>[] resize() {
Node<k>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) { // 对应数组扩容
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 将数组大小扩大一倍
else if ((newCap = oldCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 将阈值扩大一倍
newThr = oldThr 0) // 对应使用 new HashMap(int initialCapacity) 初始化后，第一次 put 的时候
newCap = oldThr;
else {// 对应使用 new HashMap() 初始化后，第一次 put 的时候
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap [] newTab = (Node<k>[])new Node[newCap];
table = newTab; // 如果是初始化数组，到这里就结束了，返回 newTab 即可
if (oldTab != null) {
// 开始遍历原数组，进行数据迁移。
for (int j = 0; j e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
// 如果该数组位置上只有单个元素，那就简单了，简单迁移这个元素就可以了
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
// 如果是红黑树，具体我们就不展开了
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<k>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else {
// 这块是处理链表的情况，
// 需要将此链表拆成两个链表，放到新的数组中，并且保留原来的先后顺序
// loHead、loTail 对应一条链表，hiHead、hiTail 对应另一条链表，代码还是比较简单的
Node<k> loHead = null, loTail = null;
Node<k> hiHead = null, hiTail = null;
Node<k> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
// 第一条链表
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
// 第二条链表的新的位置是 j + oldCap，这个很好理解
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;}</k></k></k></k></k></k></k>get()过程
public V get(Object key) {
Node<k> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;}final Node<k> getNode(int hash, Object key) {
Node<k>[] tab; Node<k> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// 判断第一个节点是不是就是需要的
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
// 判断是否是红黑树
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<k>)first).getTreeNode(hash, key);
// 链表遍历
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;}</k></k></k></k></k>HashSet是对HashMap的简单包装，其他还有迭代器等
关于数组扩容，从putVal源代码中我们可以知道，当插入一个元素的时候size就加1，若size大于threshold的时候，就会进行扩容。假设我们的capacity大小为32，loadFator为0.75，则threshold为24 = 32 * 0.75，此时，插入了25个元素，并且插入的这25个元素都在同一个桶中，桶中的数据结构为红黑树，则还有31个桶是空的，也会进行扩容处理，其实此时，还有31个桶是空的，好像似乎不需要进行扩容处理，但是是需要扩容处理的，因为此时我们的capacity大小可能不适当。我们前面知道，扩容处理会遍历所有的元素，时间复杂度很高；前面我们还知道，经过一次扩容处理后，元素会更加均匀的分布在各个桶中，会提升访问效率。所以说尽量避免进行扩容处理，也就意味着，遍历元素所带来的坏处大于元素在桶中均匀分布所带来的好处。
另外LinkedHashMap是HashMap的直接子类，二者唯一的区别是LinkedHashMap在HashMap的基础上，采用双向链表(doubly-linked list)的形式将所有**entry**连接起来，这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同
此类完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。它包含在 collection 上操作的多态算法，即“包装器”，包装器返回由指定 collection 支持的新 collection，以及少数其他内容。如果为此类的方法所提供的 collection 或类对象为 null，则这些方法都将抛出NullPointerException
//反转列表中元素的顺序 static void reverse(List> list) //对List集合元素进行随机排序 static void shuffle(List> list) //根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序 static void sort(List<t> list) //根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序 static <t> void sort(List<t> list, Comparator super T> c) //在指定List的指定位置i,j处交换元素 static void swap(List> list, int i, int j) //当distance为正数时，将List集合的后distance个元素“整体”移到前面；当distance为负数时，将list集合的前distance个元素“整体”移到后边。该方法不会改变集合的长度 static void rotate(List> list, int distance)</t></t></t>
//使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象在List集合中的索引 //注意：此前必须保证List集合中的元素已经处于有序状态 static <t> int binarySearch(List extends Comparable super T>>list, T key) //根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最大元素 static Object max(Collection coll) //根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最大元素 static Object max(Collection coll,Comparator comp): //根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最小元素 static Object min(Collection coll): //根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最小元素 static Object min(Collection coll,Comparator comp): //使用指定元素替换指定列表中的所有元素 static <t> void fill(List super T> list,T obj) //返回指定co1lection中等于指定对象的出现次数 static int frequency(collection>c,object o) //返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回-1 static int indexofsubList(List>source, List>target) //返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回-1 static int lastIndexofsubList(List>source,List>target) //使用一个新值替换List对象的所有旧值o1dval static <t> boolean replaceA1l(list<t> list,T oldval,T newval)</t></t></t></t>
Collectons提供了多个synchronizedXxx()方法，该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合，从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。正如前面介绍的HashSet，TreeSet，arrayList，LinkedList，HashMap，TreeMap都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。
//返回指定 Collection 支持的同步（线程安全的）collection static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c) //返回指定列表支持的同步（线程安全的）列表 static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) //返回由指定映射支持的同步（线程安全的）映射 static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回指定 set 支持的同步（线程安全的）set static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)
//返回一个空的、不可变的集合对象，此处的集合既可以是List，也可以是Set，还可以是Map。 emptyXxx() //返回一个只包含指定对象（只有一个或一个元素）的不可变的集合对象，此处的集合可以是：List，Set，Map。 singletonXxx(): //返回指定集合对象的不可变视图，此处的集合可以是：List，Set，Map unmodifiableXxx()
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위 내용은 Java 수집 프레임워크의 상세 분석의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!
![[웹 프런트엔드] Node.js 빠른 시작](https://img.php.cn/upload/course/000/000/067/662b5d34ba7c0227.png)
