常用集合类

以下没有特殊说明以jdk1.8为准

String、StringBuffer、StringBuilder

• String类型：实现了Serializable和Comparable接口，内部通过char[ ]实现，但其具有不可变性，对字符串重新赋值时，指针重新指向另一内存区域。

String str1 = "abc"
String str2 = new String("abc")
str1的值会存储在字符串常量池中，str2的值会先在堆中生成对象。

• StringBuffer和StringBuilder在底层同样使用char[ ]实现(JDK15 使用btye[ ]存储)，但不同的它们是可变字符串序列，值改变时指针不会发送改变；
  • StringBuffer线程安全的，使用synchronized同步锁实现，初始化数组长度为16
  • StringBuilder线程不安全，初始化数组长度也为16
  • 添加数据底层数组放不下时，默认情况下，扩容为原来容量2倍+2复制到新的数组中

HashMap、HashTable

• HashMap
  • HashMap是Map的实现类，允许null键和null值HashTable则不允许；
  • 所有key构成Set集合无序、不可重复，所有value构成Collection无序、可重复；
  • 一个key-value构成一个Entry(jdk1.7)在jdk1.8中为Node；所有Entry构成Set集合，初始化为容量为16的Node[ ]在首次put元素时初始化
  • 插入方式首先根据key的hashcode()算出散列值，通过散列值计算插入位置，如果该位置没有数据直接插入，如果该位置有数据再根据散列值判断是否有相同的元素，如果没有直接插入，如果有比较equals()查看是否相同，没有则插入，有则替换
  • jdk1.7内部结构为数组+链表结构，采用头插法
  • jdk1.8内部结构采用数组+链表+红黑树结构，采用尾插法
  • 扩容为原来原来的2倍，之后调用resize()jdk1.7会重新计算所有数据的位置jdk1.8则不会
  • 负载因子默认为0.75，扩容临界值为16*0.75=12
  • 转为红黑树条件：链表长度>8 && 数组长度>64
• HashTable线程安全使用synchronized关键字实现

红黑树特点

• 一种带颜色的二叉查找树
• 每个节点要么是红色，要么是黑色，但是根节点永远是黑色
• 红色节点不能持续，红色节点的子和父都不能是黑色
• 从任一节点到其每个叶子节点的路径都是包含相同数量的黑色节点

HashSet、TreeSet、LinkedHashSet

• HashSet是Set接口的实现类，线程不安全，底层采用数组初始容量16，同样负载因子为0.75超过12会扩容为之前的2倍，底层采用数组+链表，扩容方式为原来的2倍，元素需要重写hashcode()和equals()
• TreeSet添加的元素需要实现自然排序接口Comparable或采用定制排序Comparator
• LinkedHashSet可以保证遍历时和插入时的元素顺序一致，因为里面采用双向链表结构维护元素次序

ArrayList、LinkedList、Vector

• ArrayList底层采用Object[ ]实现，和HashMap相同首次添加元素时初始化数据大小为10，扩容方式为原来的1.5倍。
• LinkedList底层采用双向链表实现。
• Vector jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组.在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

ConcurrentHashMap

• 并发安全Map的数据结构
• jdk1.7中采用segment数据结构extend了ReentrantLock，每个segment内部还是采用数组+链表的hash结构，但是相较于HashTable锁住整个Map来说，锁的粒度更小，并发效果更好。
• 添加元素使用put方法，首先判断内部数组有没有初始化，没有则初始化数组；接着根据hash值计算数组下标，判断数组是否有值，没有则使用cas方式加入元素，有则使用synchronized将Node上锁，判断是链表结构还是红黑树结构采用不用的逻辑加入节点。