JDK源码学习

最新推荐文章于 2024-08-08 07:18:16 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-08 07:18:16 发布 · 211 阅读

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源码可是个好东西，好的源码就像一件艺术品，从源码中我们不但可以学习代码设计思维和风格，还能了解一些常用类的数据结构，看一次源码比背100次原理要来的容易得多，如果觉得源码难读，就先从简单的入手吧！

重点源码：
包装类、集合、反射、线程（线程池）、spring、String/StringBuffer/StringBuilder、Object类

高级java开发工程师需要了解一下源码：
（1）List、Map、Set实现类的源代码
（2）ReentrantLock、AQS的源代码
（3）AtomicInteger的实现原理，主要能说清楚CAS机制并且AtomicInteger是如何利用CAS机制实现的
（4）线程池的实现原理
（5）Object类中的方法以及每个方法的作用

源码学习与介绍：

1.String类

String类是final的，不允许被继承
String类的内部就是维护了一个char数组；（底层是char数组）
在这里插入图片描述
常用的length,charAt方法，这两个方法，实际上就是在操作char数组
String类中的hashCode计算方法还是比较简单的，就是以31为权，每一位为字符的ASCII值进行运算，用自然溢出来等效取模。

2.ArrayList类

ArrayList维护了一个Object数组（底层），默认容量是10

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

第 11 次添加元素，此时 size+1 = 11，而数组长度是10，这时候创建一个长度为10+10*0.5 = 15 的数组（扩容1.5倍），然后将原数组元素引用拷贝到新数组。并将第 11 次添加的元素赋值到新数组下标为10的位置。

3.LinkedList类

LinkedList底层使用的双向链表结构，有一个头结点和一个尾结点，双向链表意味着我们可以从头开始正向遍历，或者是从尾开始逆向遍历，并且可以针对头部和尾部进行相应的操作。

add函数用于向LinkedList中添加一个元素，并且添加到链表尾部。
值得注意的是LinkedList可以作为双端队列使用，这也是队列结构在Java中一种实现

4.HashMap类

在JDK1.8之前，HashMap采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的节点都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，HashMap采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

// 默认的初始容量是16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

备注：HashMap的容量为什么是2的n次方：当容量为2的n次方时，hash & (length - 1) == hash % length ，于是就在源码中做了优化，通过 hash & (length - 1) 来替代取模运算，而前提就是容量必须为2的n次方。

提高操作运算效率（位运算效率 > 取模运算效率）
减少碰撞，数据均匀分布，提高HashMap查询效率

jdk1.8的HashMap数据结构

    // 当桶(bucket)上的结点数大于这个值时会转成红黑树
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; 
    // 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
    // 桶中结构转化为红黑树对应的table的最小大小
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

在这里插入图片描述

5.HashSet类

构造方法

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
    
//HashSet集合中的内容是通过 HashMap 数据结构来存储的
private transient HashMap<E,Object> map;
//向HashSet中添加数据，数据在上面的 map 结构是作为 key 存在的，而value统一都是 PRESENT
private static final Object PRESENT = new Object();

第一个定义一个 HashMap，作为实现 HashSet 的数据结构；第二个 PRESENT 对象，因为前面讲过 HashMap 是作为键值对 key-value 进行存储的，而 HashSet 不是键值对，那么选择 HashMap 作为实现，其原理就是存储在 HashSet 中的数据作为 Map 的 key，而 Map 的value 统一为 PRESENT（下面介绍具体实现时会了解）。

其他：TreeMap和TreeSet，基于红黑树实现的，TreeMap 是由红黑树实现的有序的 key-value 集合。