Java 拾遗二 『集合类』

Java 集合类

总结一下Java自带常用的集合类；

如果你发现有错误的地方，还请指正，以免误人误己，非常感谢。

集合类图

(参考: JDK 8, 非全量)

• Iterable<T>： 迭代器接口；实现该接口的对象允许”for-each loop”的形式遍历，也就是foreach。迭代器只能向前移动（专门用来遍历）。

• Collection<E>： 集合层次结构中的根接口。一个集合表示一组对象，称其为元素。有些集合允许重复元素，有些集合不允许。一些是有序的，另一些是无序的。提供一些集合通用的方法，例如：int size(); ,boolean add();…等方法。

List 接口

有序,可重复，它关注的是索引，可以精确的按照索引查找、移除元素。提供get(int index); remove(int index);…等方法。

具体实现类

• ArrayList<E>：内部是使用数组的形式存储元素的，它查询、随机访问，效率特别高，但是添加、插入、删除、需要确保内部顺序、容量，所以效率较低。非线程安全

• LinkedList<E>：内部是使用双向链表的数据结构储存元素，它与 ArrayList 恰恰相反，在添加、插入、删除方面没有容量问题，所以效率较高，但是查询，随机访问时需要遍历整个列表，所以效率非常低。非线程安全（还有一点，有人说它是无序，(╬￣皿￣)=○，它在物理内存中是无序的，但 在程序逻辑上它是有序，有序，有序的！）

• Vector<E>： 它与 ArrayList 非常相像，但 它是线程安全的，还有一个就是当容量不足时，默认扩容100%，而ArrayList 默认是 50%，它线程同步都是使用synchronized 关键词修饰方法，在效率上肯定低于 ArrayList 。

Set 接口

不允许重复的一组集合, 无索引，不能快速随机访问，提供方法：Iterator<E> iterator();可以返回它的迭代器，用于遍历，等等。

具体实现类

• HashSet<E>： 无序, 不允许重复，其实看看它的源码，就会发现，内部实例一个 HashMap ，用它的 key 存放元素，而value，都是存放同一个的Object空对象，也就是说可以存放一个null。非线程安全

• TreeSet<E>： 有序, 内部使用红黑树 (二叉树的一种)的数据结构存储，不允许重复。虽然有序，但没有索引，只能通过遍历操作元素。非线程安全

Queue 接口

通常是先进先出 (但不一定必须是=.=)的一个集合，像排队一样，所以叫队列；有的叫阻塞队列（即：在获取元素时，如果队列为空，就会阻塞等待至队列不为空；在添加元素时，如果队列已满，就会阻塞等待队列可放入。），反之就叫非阻塞队列。


它提供方法：add(); 向队列添加元素，如果队列已满抛出 IllegalStateException ，peek();检查列头是否为空， poll();获取并移除列头的元素，等等

具体实现类

• ArrayBlockingQueue<E>： 使用数组实现的一个阻塞队列 , 似乎队列设计出来就是为了多线程使用，但它读写都是共用一个锁=。=。

• LinkedBlockingQueue<E>： 内部使用单向链表实现的阻塞队列，与 ArrayBlockingQueue 不同，读写锁分离。

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Map 类图

Map接口

Map 是一组以key的hashCode映射value的组合，通过key可以快速获得其映射的value，key是不能重复的，如果重复将会覆盖掉上一个映射。提供方法：V put(K key, V value)映射一组key跟value到集合，V get(Object key)通过key获得其映射的value，void clear()清除所有映射关系，等。


它跟 Iterable，Collection 都毫无关系，硬要说有，Map要有key才能访问对应的value，需要遍历所有的话，Map 提供Set<K> keySet();返回一个包含所有key的Set；如果只需遍历value，提供Collection values();返回一个包含所有value的Collection。

具体实现类

• HashMap<K,V>： 无序，可以有一个 key 为null 的Map，多次放入会覆盖上一个，非线程安全。

• Hashtable<K,V>： 无序，不允许 key 为null 的Map，放入null会抛出空指针异常， 线程安全，只是单纯使用synchronize关键字实现。有人吐槽它的名字么？我就是我~ 是颜色不一样的烟火=.=

• TreeMap<K,V>： 它的key是有序的, 内部红黑树数据结构存储元素 ，非线程安全。

• ConcurrentHashMap<K,V>： 无序，同样不允许 key 为null 的Map， 线程安全，它采用分段锁的形式实现，把整个列表，分成若干部分，写入时锁住修改的部分，这样其它其他线程仍然可以操作没有锁住的部分，大大提高并发数，读取时不加锁，其value使用了volatile关键字修饰，使得在不加锁的情况下，多线程读取数据总是最新的。