從零開始的Java容器學習（一）：初窺容器

前言

寫這系列文章是爲了一邊學習一邊總結，初次寫文，若有錯謬歡迎各位批評指正。

若是沒有特別說明，源碼部分均是JDK1.8

容器接口簡介

容器，指用來存放對象的工具。容器主要包括兩種，分別是Collection和Map，Collection用於存放對象，它的實現主要有List和Set，而Map用來存儲鍵值對的映射表。

容器類的部分方法

boolean add(E e);//增長元素e
boolean remove(Object o);//刪除元素o
void clear();//刪除全部元素
boolean contains(Object o);//斷定是否包含元素o
boolean isEmpty();//判斷容器是否爲空
int size();//返回容器內包含的元素數量
Object[] toArray();//返回一個包含此集合中全部元素的數組
Iterator<E> iterator();//返回此集合中的元素的迭代器
複製代碼

固然還有其餘的一些方法，由於篇幅問題省略了。

下面簡要介紹一下容器框架內的一些重要實現

List、Set和Map的主要區別

List是有序列表，可重複。

Set是無序集合，不可重複。

Map用於存儲鍵值對映射，提供從key到value的映射，key不可重複。

List的主要實現類

ArrayList：基於數組實現，無容量限制，在執行插入元素時可能要擴容，在刪除元素時並不會減少容量，在查找元素時要遍歷數組，對於非null的元素採起equals的方式尋找，非線程安全。優缺點：查找快，插入刪除效率低。

LinkedList：基於雙向鏈表機制，在插入元素時，須建立一個新的Entry對象，並切換相應元素的先後元素的引用；在查找元素時須遍歷鏈表；在刪除鏈表時，找到要刪除的元素而後在鏈表上刪除便可，非線程安全。優缺點：插入刪除快，查找慢。

Vector：基於 synchronized 實現的線程安全的 ArrayList，但在插入元素時容量擴充的機制和 ArrayList稍有不一樣，並可經過傳入 capacityIncrement 來控制容量的擴充，線程安全。

Stack：基於Vector實現，支持 LIFO，線程安全。

Set主要實現類

HashSet：基於HashMap實現，無容量限制，非線程安全。

TreeSet：基於TreeMap實現，支持排序（天然排序 或者 根據建立TreeSet 時提供的 Comparator 進行排序），非線程安全。

LinkedHashSet：繼承自HashSet底層是LinkedHashMap，優勢是能夠保證元素順序，即遍歷序和插入序是一致的。

BitSet：位操做的對象，值只有0或1即false和true，其內部維護了一個 long 數組。

Map主要實現類

HashMap：基於哈希表實現，底層是數組和鏈表/紅黑樹，是無序的鍵值對集合，非線程安全。

HashTable：基於哈希表實現，用鏈表解決衝突，線程安全。

LinkedHashMap：在HashMap的基礎上使用環形雙向鏈表保證key的順序，優勢是能夠保持插入的順序和訪問順序（LRU），非線程安全。

TreeMap：基於紅黑樹實現，優勢是支持排序，非線程安全。

ConcurrentHashMap：基於CAS+synchronized的HashMap，底層是數組和鏈表/紅黑樹，線程安全。

其餘的一些容器類

CopyOnWrite類容器類：線程安全，適合讀多寫少場景，容許併發讀，無鎖操做因此性能高，寫操做是寫以前將容器複製一份，在新的副本上執行寫操做而後再將原容器引用指向新容器。

Queue：隊列，具體實現有ArrayDeque、PriorityQueue等等。

Collection和Collections的區別

Collection是一個集合接口（集合類的一個頂級接口）。它提供了對集合對象進行基本操做的通用接口方法。Collection接口在Java類庫中有不少具體的實現。Collection接口的意義是爲各類具體的集合提供了最大化的統一操做方式，其直接繼承接口有List與Set。

Collections是一個包裝類（工具類/幫助類）。它包含有各類有關集合操做的靜態多態方法。此類不能實例化，就像一個工具類，用於對集合中元素進行排序、搜索以及線程安全等各類操做，服務於Java的Collection框架。

參考：

喬戈裏面經

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