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Collection

  • Collection 接口的接口 对象的集合
    • List 子接口 按进入先后有序保存 可重复
      • LinkedList(双向链表) 接口实现类 链表 插入删除 没有同步 线程不安全
      • ArrayList(Object 数组) 接口实现类 数组 随机访问 没有同步 线程不安全
      • Vector(Object 数组) 接口实现类 数组 同步 线程安全
    • Set 子接口 不可重复
      • HashSet(无序,唯一)
      • LinkedHashSet(有序,唯一) 线程不安全
      • TreeSet(有序,唯一)
  • Map 接口 键值对的集合
    • Hashtable(链表+数组) 接口实现类 同步 线程安全
    • HashMap(1.8 之前数组+链表,1.8 之后达到一定长度会转化为红黑树) 接口实现类 没有同步 线程不安全
      • LinkedHashMap(在 HashMap 基础上添加一条双向链表)
    • TreeMap(红黑树(自平衡排序二叉树))

Iterable

Iterator 也是一个接口,它只有三个方法:

  • hasNext()
  • next()
  • remove()

ArrayList 与 LinkedList 区别

  • 都不保证线程安全
  • ArrayList 底层是数组,LinkedList 底层使用双向链表(1.6 之前为循环链表,1.7 之后取消循环)
  • ArrayList 采用数组存储,删除和插入的时间复杂度会受元素位置影响。LinkedList 采用链式存储,对于插入删除不受元素位置影响
  • LinkedList 不支持随机访问,ArrayList 支持元素序号访问
  • ArrayList 会在列表结尾预留一定空余空间,LinkedList 每个节点所消耗的空间比 ArrayList 大

HashMap 和 Hashtable 区别

  • HashMap 是非线程安全的,HashTable 是线程安全的 (如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧,效率比 hashtable 高);
  • HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有一个或多个键所对应的值为 null。。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null,直接抛出 NullPointerException。
  • 初始化
    • ① 创建时如果不指定容量初始值: Hashtable 默认的初始大小为 11,之后每次扩充,容量变为原来的 2n+1。HashMap 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充,容量变为原来的 2 倍。
    • ② 创建时如果给定了容量初始值:Hashtable 会直接使用你给定的大小,而 HashMap 会将其扩充为 2 的幂次方大小
  • JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。

  • 底层数据结构: JDK1.7 的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现,JDK1.8 采用的数据结构跟 HashMap1.8 的结构一样,数组+链表/红黑二叉树。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 数组+链表 的形式,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的;
  • 实现线程安全的方式(重要):
    • ① 在 JDK1.7 的时候,ConcurrentHashMap(分段锁) 对整个桶数组进行了分割分段(Segment),每一把锁只锁容器其中一部分数据,多线程访问容器里不同数据段的数据,就不会存在锁竞争,提高并发访问率。 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了 Segment 的概念,而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。(JDK1.6 以后 对 synchronized 锁做了很多优化) 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap,虽然在 JDK1.8 中还能看到 Segment 的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本;
    • ② Hashtable(同一把锁) :使用 synchronized 来保证线程安全,效率非常低下。当一个线程访问同步方法时,其他线程也访问同步方法,可能会进入阻塞或轮询状态,如使用 put 添加元素,另一个线程不能使用 put 添加元素,也不能使用 get,竞争会越来越激烈效率越低。

HashTable:全表锁

JDK7 的 ConcurrentHashMap:

首先将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。

一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment(片段) 数组。Segment 的结构和 HashMap 类似,是一种数组和链表结构,一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组,每个 HashEntry 是一个链表结构的元素,每个 Segment 守护着一个 HashEntry 数组里的元素,当对 HashEntry 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 Segment 的锁。

https://imgchr.com/i/t2J5Kx

JDK1.8 的 ConcurrentHashMap(TreeBin: 红黑二叉树节点 Node: 链表节点)`

1.8之前ConcurrentHashMap将hashmap数组分段,对于每个段加锁。而在1.8后几乎与hashmap类似,只是更改了put操作,在计算hash值和索引位置后会先判断数组是否正在扩容。若正在扩容则调用扩容辅助函数。没有则在判断是否为空,为空则采用csa方法放入数组,若不为空则使用synchronized锁住该节点,根据链表或红黑树选择插入方法。最后判断长度,为8则开始转换红黑树。synchronized ​只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点,这样只要 hash 不冲突,就不会产生并发,效率又提升 N 倍。

HashMap 和 HashSet 区别

HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的

HashMapHashSet
实现了 Map 接口实现 Set 接口
存储键值对仅存储对象
调用 put()向 map 中添加元素调用 add()方法向 Set 中添加元素
HashMap 使用键(Key)计算 HashcodeHashSet 使用成员对象来计算 hashcode 值,对于两个对象来说 hashcode 可能相