死磕 java集合之終結篇

概覽

咱們先來看一看java中全部集合的類關係圖。

這裏面的類太多了，請放大看，若是放大還看不清，請再放大看，若是仍是看不清，請放棄。

咱們下面主要分紅五個部分來逐個擊破。

List

List中的元素是有序的、可重複的，主要實現方式有動態數組和鏈表。

java中提供的List的實現主要有ArrayList、LinkedList、CopyOnWriteArrayList，另外還有兩個古老的類Vector和Stack。

關於List相關的問題主要有：

（1）ArrayList和LinkedList有什麼區別？

（2）ArrayList是怎麼擴容的？

（3）ArrayList插入、刪除、查詢元素的時間複雜度各是多少？

（4）怎麼求兩個集合的並集、交集、差集？

（5）ArrayList是怎麼實現序列化和反序列化的？

（6）集合的方法toArray()有什麼問題？

（7）什麼是fail-fast？

（8）LinkedList是單鏈表仍是雙鏈表實現的？

（9）LinkedList除了做爲List還有什麼用處？

（10）LinkedList插入、刪除、查詢元素的時間複雜度各是多少？

（11）什麼是隨機訪問？

（12）哪些集合支持隨機訪問？他們都有哪些共性？

（13）CopyOnWriteArrayList是怎麼保證併發安全的？

（14）CopyOnWriteArrayList的實現採用了什麼思想？

（15）CopyOnWriteArrayList是否是強一致性的？

（16）CopyOnWriteArrayList適用於什麼樣的場景？

（17）CopyOnWriteArrayList插入、刪除、查詢元素的時間複雜度各是多少？

（18）CopyOnWriteArrayList爲何沒有size屬性？

（19）比較古老的集合Vector和Stack有什麼缺陷？

關於List的問題大概就這麼多，你都能回答上來嗎？

點擊下面連接能夠直接到相應的章節查看：

死磕 Java集合之ArrayList源碼分析

死磕 java集合之LinkedList源碼分析

死磕 java集合之CopyOnWriteArrayList源碼分析

Map

Map是一種(key/value)的映射結構，其它語言裏可能稱做字典（Dictionary），包括java早期也是叫作字典，Map中的元素是一個key只能對應一個value，不能存在重複的key。

java中提供的Map的實現主要有HashMap、LinkedHashMap、WeakHashMap、TreeMap、ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap，另外還有兩個比較古老的Map實現HashTable和Properties。

關於Map的問題主要有：

（1）什麼是散列表？

（2）怎麼實現一個散列表？

（3）java中HashMap實現方式的演進？

（4）HashMap的容量有什麼特色？

（5）HashMap是怎麼進行擴容的？

（6）HashMap中的元素是不是有序的？

（7）HashMap什麼時候進行樹化？什麼時候進行反樹化？

（8）HashMap是怎麼進行縮容的？

（9）HashMap插入、刪除、查詢元素的時間複雜度各是多少？

（10）HashMap中的紅黑樹實現部分能夠用其它數據結構代替嗎？

（11）LinkedHashMap是怎麼實現的？

（12）LinkedHashMap是有序的嗎？怎麼個有序法？

（13）LinkedHashMap如何實現LRU緩存淘汰策略？

（14）WeakHashMap使用的數據結構？

（15）WeakHashMap具備什麼特性？

（16）WeakHashMap一般用來作什麼？

（17）WeakHashMap使用String做爲key是須要注意些什麼？爲何？

（18）什麼是弱引用？

（19）紅黑樹具備哪些特性？

（20）TreeMap就有序的嗎？怎麼個有序法？

（21）TreeMap是否須要擴容？

（22）什麼是左旋？什麼是右旋？

（23）紅黑樹怎麼插入元素？

（24）紅黑樹怎麼刪除元素？

（25）爲何要進行平衡？

（26）如何實現紅黑樹的遍歷？

（27）TreeMap中是怎麼遍歷的？

（28）TreeMap插入、刪除、查詢元素的時間複雜度各是多少？

（29）HashMap在多線程環境中何時會出現問題？

（30）ConcurrentHashMap的存儲結構？

（31）ConcurrentHashMap是怎麼保證併發安全的？

（32）ConcurrentHashMap是怎麼擴容的？

（33）ConcurrentHashMap的size()方法的實現知多少？

（34）ConcurrentHashMap是強一致性的嗎？

（35）ConcurrentHashMap不能解決什麼問題？

（36）ConcurrentHashMap中哪些地方運用到分段鎖的思想？

（37）什麼是僞共享？怎麼避免僞共享？

（38）什麼是跳錶？

（40）ConcurrentSkipList是有序的嗎？

（41）ConcurrentSkipList是如何保證線程安全的？

（42）ConcurrentSkipList插入、刪除、查詢元素的時間複雜度各是多少？

（43）ConcurrentSkipList的索引具備什麼特性？

（44）爲何Redis選擇使用跳錶而不是紅黑樹來實現有序集合？

關於Map的問題大概就這麼多，你都能回答上來嗎？

點擊下面連接能夠直接到相應的章節查看：

死磕 java集合之HashMap源碼分析

死磕 java集合之LinkedHashMap源碼分析

死磕 java集合之WeakHashMap源碼分析

死磕 java集合之TreeMap源碼分析（一）

死磕 java集合之TreeMap源碼分析（二）

死磕 java集合之TreeMap源碼分析（三）

死磕 java集合之TreeMap源碼分析（四）

死磕 java集合之ConcurrentHashMap源碼分析（一）

死磕 java集合之ConcurrentHashMap源碼分析（二）

死磕 java集合之ConcurrentHashMap源碼分析（三）

死磕 java集合之ConcurrentSkipListMap源碼分析

Set

java裏面的Set對應於數學概念上的集合，裏面的元素是不可重複的，一般使用Map或者List來實現。

java中提供的Set的實現主要有HashSet、LinkedHashSet、TreeSet、CopyOnWriteArraySet、ConcurrentSkipSet。

關於Set的問題主要有：

（1）HashSet怎麼保證添加元素不重複？

（2）HashSet是有序的嗎？

（3）HashSet是否容許null元素？

（4）Set是否有get()方法？

（5）LinkedHashSet是有序的嗎？怎麼個有序法？

（6）LinkedHashSet支持按元素訪問順序排序嗎？

（8）TreeSet真的是使用TreeMap來存儲元素的嗎？

（9）TreeSet是有序的嗎？怎麼個有序法？

（10）TreeSet和LinkedHashSet有何不一樣？

（11）TreeSet和SortedSet有什麼區別和聯繫？

（12）CopyOnWriteArraySet是用Map實現的嗎？

（13）CopyOnWriteArraySet是有序的嗎？怎麼個有序法？

（14）CopyOnWriteArraySet怎麼保證併發安全？

（15）CopyOnWriteArraySet以何種方式保證元素不重複？

（16）如何比較兩個Set中的元素是否徹底一致？

（17）ConcurrentSkipListSet的底層是ConcurrentSkipListMap嗎？

（18）ConcurrentSkipListSet是有序的嗎？怎麼個有序法？

關於Set的問題大概就這麼多，你都能回答上來嗎？

點擊下面連接能夠直接到相應的章節查看：

死磕 java集合之HashSet源碼分析

死磕 java集合之LinkedHashSet源碼分析

死磕 java集合之TreeSet源碼分析

死磕 java集合之CopyOnWriteArraySet源碼分析

死磕 java集合之ConcurrentSkipListSet源碼分析

Queue

Queue是一種叫作隊列的數據結構，隊列是遵循着必定原則的入隊出隊操做的集合，通常來講，入隊是在隊列尾添加元素，出隊是在隊列頭刪除元素，可是，也不必定，好比優先級隊列的原則就稍微有些不一樣。

java中提供的Queue的實現主要有PriorityQueue、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedTransferQueue、DelayQueue、ConcurrentLinkedQueue。

關於Queue的問題主要有：

（1）什麼是堆？什麼是堆化？

（2）什麼是優先級隊列？

（3）PriorityQueue是怎麼實現的？

（4）PriorityQueue是有序的嗎？

（5）PriorityQueue入隊、出隊的時間複雜度各是多少？

（6）PriorityQueue是否須要擴容？擴容規則呢？

（7）ArrayBlockingQueue的實現方式？

（8）ArrayBlockingQueue是否須要擴容？

（9）ArrayBlockingQueue怎麼保證線程安全？

（9）ArrayBlockingQueue有什麼缺點？

（10）LinkedBlockingQueue的實現方式？

（11）LinkedBlockingQueue是有界的仍是無界的隊列？

（12）LinkedBlockingQueue怎麼保證線程安全？

（13）LinkedBlockingQueue與ArrayBlockingQueue對比？

（14）SynchronousQueue的實現方式？

（15）SynchronousQueue真的是無緩衝的嗎？

（16）SynchronousQueue怎麼保證線程安全？

（17）SynchronousQueue的公平模式和非公平模式有什麼區別？

（18）SynchronousQueue在高併發情景下會有什麼問題？

（19）PriorityBlockingQueue的實現方式？

（20）PriorityBlockingQueue是否須要擴容？

（21）PriorityBlockingQueue怎麼保證線程安全？

（22）PriorityBlockingQueue爲何不須要notFull條件？

（23）什麼是雙重隊列？

（24）LinkedTransferQueue是怎麼實現阻塞隊列的？

（25）LinkedTransferQueue是怎麼控制併發安全的？

（26）LinkedTransferQueue與SynchronousQueue有什麼異同？

（27）ConcurrentLinkedQueue是阻塞隊列嗎？

（28）ConcurrentLinkedQueue如何保證併發安全？

（29）ConcurrentLinkedQueue能用於線程池嗎？

（30）DelayQueue是阻塞隊列嗎？

（31）DelayQueue的實現方式？

（32）DelayQueue主要用於什麼場景？

關於Queue的問題大概就這麼多，你都能回答上來嗎？

點擊下面連接能夠直接到相應的章節查看：

死磕 java集合之PriorityQueue源碼分析

死磕 java集合之ArrayBlockingQueue源碼分析

死磕 java集合之LinkedBlockingQueue源碼分析

死磕 java集合之SynchronousQueue源碼分析

死磕 java集合之PriorityBlockingQueue源碼分析

死磕 java集合之LinkedTransferQueue源碼分析

死磕 java集合之ConcurrentLinkedQueue源碼分析

死磕 java集合之DelayQueue源碼分析

Deque

Deque是一種特殊的隊列，它的兩端均可以進出元素，故而得名雙端隊列（Double Ended Queue）。

java中提供的Deque的實現主要有ArrayDeque、LinkedBlockingDeque、ConcurrentLinkedDeque、LinkedList。

關於Deque的問題主要有：

（1）什麼是雙端隊列？

（2）ArrayDeque是怎麼實現雙端隊列的？

（3）ArrayDeque是有界的嗎？

（4）LinkedList與ArrayDeque的對比？

（5）雙端隊列是否能夠做爲棧使用？

（6）LinkedBlockingDeque是怎麼實現雙端隊列的？

（7）LinkedBlockingDeque是怎麼保證併發安全的？

（8）ConcurrentLinkedDeque是怎麼實現雙端隊列的？

（9）ConcurrentLinkedDeque是怎麼保證併發安全的？

（10）LinkedList是List和Deque的集合體？

關於Deque的問題大概就這麼多，你都能回答上來嗎？

點擊下面連接能夠直接到相應的章節查看（LinkedBlockingDeque和ConcurrentLinkedDeque跟相應的Queue的實現方式基本一致，因此筆者沒寫這兩個類的源碼分析）：

死磕 java集合之ArrayDeque源碼分析

死磕 java集合之LinkedList源碼分析

總結

其實上面的問題不少都具備共性，我以爲如下幾個問題在看每一個集合類的時候都要掌握清楚：

（1）使用的數據結構？

（2）添加元素、刪除元素的基本邏輯？

（3）是不是fail-fast的？

（4）是否須要擴容？擴容規則？

（5）是否有序？是按插入順序仍是天然順序仍是訪問順序？

（6）是否線程安全？

（7）使用的鎖？

（8）優勢？缺點？

（9）適用的場景？

（10）時間複雜度？

（11）空間複雜度？

（12）還有呢？

彩蛋

到這裏整個集合的內容就所有完畢了，其實看了這麼多集合的源碼以後，筆者發現，基本上全部集合類使用的數據結構都是數組和鏈表，包括樹和跳錶也能夠當作是鏈表的一種方式。

對於併發安全的集合，還要再加上相應的鎖策略，要不就是重入鎖，要不就是CAS+自旋，偶爾也來個synchronized。

因此，掌握集合的源碼不算什麼，數據結構和鎖纔是王道。

預告：下一個專題是java併發包，也就是著名的JUC，固然這裏是除了併發集合之外的內容，也就是原子類、各類鎖、線程池三塊硬骨頭。

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