Java集合小总结

最新推荐文章于 2025-08-15 22:56:20 发布

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分类专栏： java 文章标签： java

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本文详细介绍了Java集合框架中List、Set、Map等核心接口的具体实现类，如ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap等，并对比了它们之间的差异，包括存储方式、线程安全性及应用场景。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

注意：我在Android Studio中分别查看了android SDK自带的jdk和我自己下载的jdk1.8，所看到的源代码并不相同。但是实现原理都是一样的，个人认为Android带的更好懂一些啊哈哈

更新：应该是OpenJDK/OracleJDK/ApacheHarmony 的差别，我真的有点糊涂，谁给我理一理他们的关系，而且Android到底要用什么了

List

ArrayList

用数组存储数据，初始大小0->10/12->*150%，当数据更多时，容量扩大50%，不同步，线程不安全。ArrayList适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。
add函数里，扩容声明新数组的一段代码：

Object[] newArray = new Object[s +
    (s < (MIN_CAPACITY_INCREMENT / 2) ?
     MIN_CAPACITY_INCREMENT : s >> 1)];

Vector

同ArrayList，初始大小为10，每次翻倍扩容。同步的，线程安全。因为同步的开销，效率低于ArrayList。

public synchronized void insertElementAt(E object, int location)

LinkedList

双向链表。可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。非同步。
节点：

private static final class Link<ET> {
    ET data;

    Link<ET> previous, next;

    Link(ET o, Link<ET> p, Link<ET> n) {
        data = o;
        previous = p;
        next = n;
    }
}

Set

HashSet

数据不允许出现重复，判断方式需要对象重写equals()和hashCode()函数。实现原理是内部封装一个HashMap，仅使用key，value用this(android sdk)或一个静态Object(jdk1.8)代替。

TreeSet

同，基于TreeMap。

Map

HashMap

利用数组+链表存储键值对。通过key.hash&(length-1)作为下标将键值对找到数组中合适的位置，并将其加在该位置链表的末尾。线程不安全，允许null值的存在，效率高于HashTable。新加的节点会放在链表首。当两个key的hash值相同时，首先找到数组中对应的链表首，然后开始循环，如果key指向的对象和键值对中key指向的对象是同一个，或者两者equals()和hashCode()都相同，则认为找到了，返还value。

Hashtable

和HashMap类似,但继承自Dictionary,线程安全，但不能接受key==null。初始大小为11，如下图：

public Hashtable() {this(11, 0.75f);}

ConcurrentHashMap

利用锁分段技术实现一定程度上线程安全的同时，提高访问效率。将存储数据分段（Segment），访问Segment时，需要获得锁，可以同时访问不同分段的数据。不是绝对线程安全的，get时，不加锁，put时会加锁，remove时也会加锁。
以下引用自方腾飞——《聊聊并发（四）——深入分析ConcurrentHashMap》：

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构，一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素，每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。

TreeMap

内部维护着一棵红黑树，保证了按大小顺序读出容器数据。

LinkedHashMap

LinkedHashMap 维护着一个运行于所有条目的双重链表。链表定义了迭代顺序（插入/访问）。不同步。允许使用 null 值和 null 键。

LinkedHashMap：public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder)

排序模式：accessOrder。访问顺序： true；插入顺序： false。默认为插入顺序。
LinkedHashMap的一个用途时实现 LRU 缓存。LinkedHashMap 提供了removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) 方法，默认返还false。可通过重写实现在需要删除的时候删除最旧的节点。

所有线程不安全的容器可以使用：Collections.synchronizedList/Map/Set(x)保证线程安全。