Java的集合（一）

　　一、集合的安全性問題

　　　　ArrayList、HashSet、HashMap不是線程安全的

　　　　Vector、HashTable是線程安全的

　　　　區別就是源碼中各自核心方法是否添加了synchronized關鍵字

 

　　　　Collections工具類提供了相關的API，可讓上面那三個不安全的集合變爲安全的

　　　　　　Colllections.synchronizedCollection(c)

　　　　　　Colllections.synchronizedList(list)

　　　　　　Colllections.synchronizedMap(m)

　　　　　　Colllections.synchronizedSet(s)

 

　　二、ArrayList內部用什麼實現的（是如何實現數組的添加和刪除的，由於數組在建立的時候長度是固定的，那麼就有個問題咱們往ArrayList中不斷的添加對象，它是如何管理這些數組呢）？

　　　　　　ArrayList內部使用Object[]實現的。接下來咱們分別分析ArrayList的構造、add、remove、clear方法的實現原理。

　　　　　　1、構造函數

　　　　　　1）空參構造

　　　　　　

　　　　　　2) 帶參構造1

　　　　　　

　　　　　　3）帶參構造2

　　　　　　

　　　　　　若是調用構造函數的時候傳入了一個Collection的子類

　　　　　　　　①判斷該集合是否爲null，爲null則拋出空指針異常

　　　　　　　　②若是不是則將該集合轉換爲數組a。而後將數組賦值爲成員變量array，將該數組的長度做爲成員變量size。這裏面它先判斷a.getClass是否等於Object[].class(爲何要加這個判斷？),toArray方法是Collection接口定義的，所以全部的子類都有這樣的方法，list集合的toArray和Set集合的toArray返回的都是Object[]數組。

　　　　　　2、add方法

　　　　　　add方法有兩個重載，這裏只研究最簡單的那個

　　　　　　

　　　　　　3、remove方法

　　　　

　　　　　　4、clear方法

　　　　　　

　　

　　四、併發集合和普通集合如何區別？

　　　　併發集合常見的有ConcurrentMap、ConcurrentLinkedQuene、ConcurrentLinkedDeque等。併發集合位於java.util.concurrent包下，是jdk1.5以後纔有的。（concurrent:並存的，同時發生的）

　　　　在Java中有普通集合、同步（線程安全）的集合、併發集合。普通集合一般性能最高，可是不保證多線程的安全性和併發的可靠性。線程安全集合僅僅是給集合添加了synchronized同步鎖，嚴重犧牲了性能，並且對併發的效率就更低了（併發時的阻塞影響過了效率），併發集合則經過複雜的策略（分段鎖、更好的算法）不只保證了多線程的安全又提升了併發時的效率。

　　　　參考閱讀：　　　　ConcurrentHashMap是線程安全的HashMap的實現，默認構造一樣有initialCapacity和loadFactor屬性，不過還多了一個concurrentLevel屬性，三屬性默認值分別爲1六、0.7五、以及16。其內部使用鎖分段技術，維持這鎖segment的數組，在segment數組中又存放着Entity[]數組，內部hash算法將數據較均勻分佈在不一樣鎖中。

　　　　put操做：並無在此方法上加上synchronized，首先對key.hashcode進行hash操做，獲得key的hash值。hash操做的算法和map也不一樣，根據此hash值計算並獲取對應的數組中的Segment對象（繼承自ReentrantLock(可重入鎖)），接着調用此Segment對象的put方法來完成當前操做。

　　　　ConcurrentHashMap基於concurrentLevel劃分出了多個Segment來對key-value進行存儲，從而避免每次put操做都得鎖住整個數組。在默認得狀況下，最佳狀況可容許16個線程併發無阻塞得操做集合對象，儘量減小併發時得阻塞現象。

　　　　get(key)：首先對key.hashCode進行hash操做，基於其值找到對應的Segment對象，調用其get方法來完成當前操做。而Segment得get操做首先經過hash值和數組大小減1的值進行按位與操做來獲取數組上對應位置的HashEntry。在這個步驟中，可能會由於對象大小的改變，以及數組上對應位置的HashEntry產生不一致性，那麼ConcurrentHashMap是如何保證的？

　　　　對象數組大小的改變只有在put操做時有可能發生，因爲HashEntry對象數組對應的變量時volatile類型的，所以能夠保證HashEntry對象數組大小發生改變，讀操做可看到最新的對象數組大小。

　　　　在獲取到了HashEntry對象後，怎麼能保證它及其next屬性構成的鏈表上的對象不會改變呢?這點ConcurrentHashMap採用了一個簡單的方式，即HashEntry對象中的hash、key、next屬性都是final的，這也就意味着沒辦法插入一個HashEntry對象到基於next屬性構成的鏈表中間或末尾。這樣就能夠保證當獲取到HashEntry對象後，其基於next屬性構建的鏈表是不會發生變化的。

　　　　ConcurrentHashMap默認狀況下將數據分爲16個段進行存儲，而且16個段分別持有各自不一樣的鎖Segment，鎖僅用於put和remove等改變集合對象的操做，基於volatile(易變的、無定性的、無常性的)(易變性變量：是說這變量可能會被意想不到的改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變量的值了。指令關鍵字，確保本條指令不會因編譯器的優化而省略)及HashEntry鏈表的不變性實現了讀取的不加鎖。這些方式使得ConcurrentHashMap可以保持極好的併發支持，尤爲時對於讀寫比插入和刪除頻繁的Map而言，而它採用的這些方法也可謂是對於Java內存模型、併發機制深入掌握的體現。