一點一點看JDK源碼（一）Collection體系概覽

一點一點看JDK源碼（一）Collection體系概覽

liuyuhang原創，未經容許進制轉載

 

本文舉例使用的是JDK8的API

 

目錄：一點一點看JDK源碼（〇）

1.綜述

　　Collection爲集合類，是jdk中最爲經常使用的類了，實際上我並不認同這個東西叫作集合

　　我更傾向於叫作容器，固然容器不止有它一種。

 

　　在計算機專業中，大概都會學一門叫作《數據結構》的課程吧

　　本質上來講，數據結構，其實是設計一種容器，而容器的特性大致包括以下：

• 容器中如何進行存儲
• 容器中的數據如何獲取
• 容器中的數據如何添加　　
• 容器中的數據如何遍歷
• 器中的數據如何搜索
• 容器中的其餘特性（判空，替換，排序，溢出，併發，同步，拆分，匯聚等等）

 

　　在個人眼中，Collection是容器的框架集，其中包含了咱們常用的容器，

　　

2.Collection的關注點

　　Collection隸屬於java.util包。在本文中不討論concurrent包或其餘派生集合體系，只討論基礎

　　從Collection類的原碼類註釋@see中可看到，集合體系的大概設計中重點關注的以下：

• Set（接口）
• List（接口）
• Map（接口）
• SortedSet（接口）
• SortedMap（接口）
• HashSet（類）
• TreeSet（類）
• ArrayList（類）
• LinkedList（類）
• Vector（類）
• Collections（類）
• Arrays（類）
• AbstractCollection（抽象類）

 

　　之因此只關注這些，主要有兩方面緣由：

　　　　①咱們的時間和技術水平有限，不可能完整的看完JDK

　　　　②JDK中的任何設計都是迭代產生的，咱們沒有必要看舊版本而不更新的類

 

　　接下來將依照上述內容，從接口底層給它從頭扒到尾，雖說Collection中@see的是這些

　　可是關注點確定不止於此。

 

3.Collection剖析

　　先上Collection源碼，去掉原doc註釋，我想寫的內容直接寫在貼出來的代碼中做爲註釋了。

 

  1 public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
  2     // Query Operations    原註釋,不明意義
  3 
  4     //定義size方法,應返回size大小,最大值爲Integer.MAX_VALUE
  5     int size();
  6 
  7     //定義isEmpty方法,用於返回是否爲空
  8     boolean isEmpty();
  9 
 10     //定義contains方法,判斷一個obj是否屬於此集合
 11     boolean contains(Object o);
 12 
 13     //定義迭代器方法,返回一個迭代器對象
 14     Iterator<E> iterator();
 15 
 16     //定義轉換爲轉換Obj數組的方法,返回一個obj數組
 17     Object[] toArray();
 18 
 19     //定義轉換爲泛型T數組的方法,返回一個指定泛型的數組
 20     <T> T[] toArray(T[] a);
 21 
 22     //定義add方法,添加一個元素e,並返回添加成功標誌
 23     boolean add(E e);
 24 
 25     //定義remove方法,移除一個元素obj,並返回移除元素成功標誌
 26     boolean remove(Object o);
 27 
 28     //定義containsAll方法,判斷是否包含集合實例對象c
 29     boolean containsAll(Collection<?> c);
 30 
 31     //定義addAll方法,添加集合實例對象c到本實例中
 32     boolean addAll(Collection<? extends E> c);
 33 
 34     //定義removeAll方法,從本實例中移除集合實力對象c
 35     boolean removeAll(Collection<?> c);
 36 
 37 
 38     /**
 39      * jdk8新增
 40      * 大意爲:
 41      * 定義removeIf方法,該方傳遞參數爲函數式,傳遞內容是一個接口類型,該接口類型
 42      * 定義爲一個filter函數,該函數用於傳遞給Objects.requireNonNull判斷,而後調用
 43      * 迭代器,將知足該定義的filter的本實例中的元素移除
 44      * @since 1.8
 45      */
 46     default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
 47         Objects.requireNonNull(filter);
 48         boolean removed = false;
 49         final Iterator<E> each = iterator();
 50         while (each.hasNext()) {
 51             if (filter.test(each.next())) {
 52                 each.remove();
 53                 removed = true;
 54             }
 55         }
 56         return removed;
 57     }
 58 
 59     //定義retainAll方法,取本例與集合實例c的交集,判斷交集元素數量是否大於0
 60     boolean retainAll(Collection<?> c);
 61 
 62     //定義clear方法,清除本例集合中的全部元素
 63     void clear();
 64 
 65     // Comparison and hashing    原註釋,不明意義
 66 
 67     //不解釋
 68     boolean equals(Object o);
 69 
 70     //定義hashCode方法,獲取hashCode標記的方法
 71     int hashCode();
 72 
 73     /**
 74      *jdk8新增
 75      *大意爲:
 76      *將迭代器拆分,重寫自Iterable接口,從已知元素數量的本例中返回拆分後的迭代器
 77      *此方法返回的爲本類自己
 78      *子類可能重寫迭代器拆分,將一個集合的迭代拆分爲多個集合的迭代交由多個線程
 79      * @since 1.8
 80      */
 81     @Override//重寫父類
 82     default Spliterator<E> spliterator() {
 83         return Spliterators.spliterator(this, 0);
 84     }
 85 
 86     /**
 87      * jdk8新增
 88      * 大意爲:
 89      * 將默認的迭代器拆分後的結果,聚合爲流,該流並不是io中的流,
 90      * 是一種相似於數據排序操做流
 91      * @since 1.8
 92      */
 93     default Stream<E> stream() {
 94         return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
 95     }
 96 
 97     /**
 98      * jdk8新增
 99      * 同上,可是具體其餘的實現中,由於可並行,因此多是線程不安全的
100      * 
101      * @since 1.8
102      */
103     default Stream<E> parallelStream() {
104         return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
105     }    

　　以上代碼對Collection接口中的方法進行了簡單的解釋，同時對java8新增的一些方法也進行了簡單的解釋。

　　由於定義的都是接口，實際實現的方法很是的少，

　　而應java8多線程的特性提供的一些default方法也有子類去實現。

　　在堆Collection接口中的源碼進行了解的同時，不要忘記此接口繼承了Iterable接口。

　　所以Iterable接口也一定要看一下的，內容比較少，可是經過源碼的剖析，發現了集合類的共性：

 

　　集合做爲容器，其體系中的全部集合都包括了：

　　大小（size），判空（isEmpty），添加元素（add），刪除元素（remove），是否包含（contains）

　　轉換數組（toArray），清空（clear），遍歷與迭代（forEach（父接口中），iterator）

　　是否相同（equals），哈希（hashCode），求交集（retainAll）

　　除此以外，提供了java8的分離接口，聚合接口，爲了大容量集合的多線程操做

 

　　注意,Collection接口並無重寫父接口的forEach方法,而iterator方法雖然有出現,可是沒有@Override註解

 

　　一樣貼一下代碼，一樣的去掉原doc註釋，我想寫的內容直接寫在貼出來的代碼中做爲註釋了。

 1 public interface Iterable<T> {
 2 
 3     //定義iterator方法,返回迭代器
 4     Iterator<T> iterator();
 5 
 6     /**
 7      * jdk8新增
 8      * 大意爲:
 9      * 根據action調用Objects.requireNonNull進行過濾
10      * 過濾結果調用for循環取出,
11      * @since 1.8
12      */
13     default void forEach(Consumer<? super T> action) {
14         Objects.requireNonNull(action);
15         for (T t : this) {
16             action.accept(t);
17         }
18     }
19 
20     /**
21      * jdk8新增
22      * 大意爲:
23      * 分離迭代器,將未知大小的迭代器進行拆分,返回拆分的迭代器自己
24      * 
25      * @since 1.8
26      */
27     default Spliterator<T> spliterator() {
28         return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);
29     }
30 }

 

有時候咱們並不怎麼關心父接口的問題，可是實際上這個問題有點重要的仍是，上兩張圖解釋一下：

 

 不要覺得以上兩種接口定義實現類的方式沒區別，實際上有區別，區別大了，可實現的方法列表有差別

該問題具體解析，將在後續更新中詳細寫代碼測試。

 

Collection接口內容較少，多數都只是定義了必要內容，具體實現較少。難點都在java8中的default方法上了

等之後弄完全明白了可能再寫通俗解釋和經常使用方式。

 

明天更對於List接口的剖析和ArrayList的簡要剖析！

 

以上！