【JAVA基础】容器类

---

前言

Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，其下又有很多子类，如下所示是Collection和Map梳理讲解

---

一、List

1. ArrayList

原理：数组，底层使用Object数组
扩容机制：Arraylist的默认初始值大小为10，默认扩容大小为1.5倍
优点：查询速度快，时间复杂度O（1）
缺点：增删速度慢，O（n）
线程不安全

2. LinkList

原理：底层是双向链表
优点：查询速度快，时间复杂度O（n）
缺点：增删速度慢，O（1）
线程不安全

3. Vector

底层使用sychronize关键字保证，扩容是原来的2倍

常见面试题：
1、是否保证线程安全？
2、插入和删除是否受元素位置的影响
3、是否支持快速随机访问？
4、内存空间占用？
5、ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

二、Set

Set集合本身只定义有不允许重复的存储。Set接口完整的继承了Collection接口，也就是说Set集合几乎与Collection的操作是对等的。

1.HashSet

（1）打开源代码之后发现整个HashSet类里面存在有一个HashMap，但是很明显，没使用这个Map的Value，只使用了Key（HashMap的主要特点是key不能重复）；
（2）在HashSet类执行add（）方法的时候发现是利用了Map接口中的put（）实现的；

2.LinkHashSet

如果这个时候需要进行连续的保存（FIFO），就可以使用另外一个子类。它之所以可以进行顺序保存，是因为在进行存储的时候采用的是链表形式完成的

3.TreeSet

（1） 里面存放的是TreeMap，TreeMap的特点在于所有的key都是可以排序的，排序的依据是Comparable（往往会忽略掉Comparator）；
（2） 在TreeMap之中对于大小的关系判断强制使用了Comparable接口中的compareTo（）完成。

三、Map

1.hashMap

1）数据结构
数组 + 链表/红黑树
2）扩容机制
加载因子*最大容量
JDK1.7扩容复制时候是头插法，1.8是尾插法
3）允许null值存在
4）put的过程
part1：特殊key值处理，key为null；
part2：计算table中目标bucket的下标【key的hash值，取余（length-1）】；
part3：指定目标bucket，遍历Entry结点链表，若找到key相同的Entry结点，则做替换；
part4：若未找到目标Entry结点，则新增一个Entry结点。

参考：
https://www.cnblogs.com/tianzhihensu/p/11972780.html#11-%E5%9F%BA%E7%A1%80%E7%9F%A5%E8%AF%86

---

2、ConcurrentHashmap详解
1.8为例子
1、PUT过程
1、判断Node[]数组是否初始化，没有则进行初始化操作
2、通过hash定位数组的索引坐标，是否有Node节点，如果没有则使用CAS进行添加（链表的头节点），添加失败则进入下次循环。
3、检查到内部正在扩容，就帮助它一块扩容。【增删改才会扩容，读的会去查ForwardingNode】
4、如果f！=null，则使用synchronized锁住f元素（链表/红黑树的头元素）。如果是Node（链表结构）则执行链表的添加操作；如果是TreeNode（树型结构）则执行树添加操作。
5、判断链表长度已经达到临界值8（默认值），当节点超过这个值就需要把链表转换为树结构。
6、如果添加成功就调用addCount（）方法统计size，并且检查是否需要扩容

2、get过程
1.计算hash值，定位到该table索引位置，如果是首节点符合就返回。
2.如果遇到扩容的时候，会调用标志正在扩容节点ForwardingNode的find方法，查找该节点，匹配就返回。
3.以上都不符合的话，就往下遍历节点，匹配就返回，否则最后就返回nul

3、ConcurrentHashMap的扩容
触发条件：
1）达到扩容状态
2）链表大于8，数组小于64
过程
检查到内部正在扩容，就帮助它一块扩容。【增删改才会扩容，读的会去查ForwardingNode】

4、在JDK1.7和JDK1.8中的区别
在JDK1.8主要设计上的改进有以下几点:

1、不采用segment而采用node，锁住node来实现减小锁粒度。
2、设计了MOVED状态 当resize的中过程中 线程2还在put数据，线程2会帮助resize。
3、使用3个CAS操作来确保node的一些操作的原子性，这种方式代替了锁。
4、sizeCtl的不同值来代表不同含义，起到了控制的作用。
采用synchronized而不是ReentrantLock