并发List、Set、 ConcurrentHashMap底层原理

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arraylist

linkedlist

hashset

hashmap

concurrenthashmap

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简单快速再整理一下这些数据结构的内容

先上图

 一部分信息可以参考我这篇文章

java中常用的集合及其底层原理-list及set_是菜菜的小严惜哎的博客-优快云博客_java list set 底层在日常开发中，集合是我们经常用到的一种数据结构，当然，集合也并不是一种，也没有所谓的最好的集合，只有最适合的大家用最多的是不是List和Set，不过你仔细想想，你在代码中用到的是不是都是什么ArrayList，HashSet，没有用过List和Set？别犟，仔细看看你的代码，你会发现确实是，那当然啊，List和Set都是接口而已，接口是没法使用的，不信？看图，有没有发现都是接口~所以，我们来探讨一下，上图中的集合们（敲键盘！好好看看）List首先来讲 List，List接..https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46097842/article/details/115025842

arraylist

底层为数组，默认容量为10，扩容一次为1.5倍，扩容时创建新数组，使用拷贝的方式复制数据，查询快，但，增删慢

add方法默认插入最后位置

实现了coloneable与serializable，支持拷贝和序列化，重写clone方法、方法内容默认调用父类的clone方法

 

拷贝分为浅拷贝和深拷贝

浅拷贝：基础类型的变量拷贝之后是独立的，不会随着源变量变动而变，引用类型拷贝的是引用地址，拷贝前后的变量引用同一个堆中的对象，String类型拷贝之后也是独立的

深拷贝：变量的所有引用类型变量（除了String）都需要实现cloneable，clone方法中，引用类型需要各自调用clone，重新赋值，当然，数组可以直接调用clone方法

这块补充一下java的传参，java对于基础类型和引用类型的传参是不一样的，java在传参时，是将变量复制一份，然后传入方法体去执行，复制的是栈中的内容

对于基础类型，复制的变量名和值，值变了不影响源变量

对于引用类型，复制的是变量名和引用地址，对象变了，会影响源变量的值，这一点如果用C这种的，指针，是不是也明白了

而String算比较特殊，是不可变对象，重新赋值时，会在常量表新生成字符串，如果有的话，会直接取它地址，将新字符串的引用地址赋值给栈中的新变量，因此源变量不会受影响

至于所谓的序列化与反序列化，其实序列化就是把对象转换为实际可存储格式，反之，就是反序列化

linkedlist

底层用链表实现，增删快，查找慢，链表有一个一个节点组成，每个节点会记录当前节点数据和下一个节点信息，在物理上不是连续的，这一点和数组不同，非连续非顺序的存储机构

注意哦，linkedlist是个双向链表，所以它还会存储上一个节点的信息

和arraylist对比来说，如果没有指定容量，linkedlist快，因为arraylist有扩容问题

hashset

底层是hashmap，value为object

没什么可说的

hashmap

k-v形式，键值对，key可以存null，key不可重复，采用数组、链表、红黑树实现

这其中涉及到一个算法，叫哈希算法，也叫散列算法，把任意长度的值通过哈希算法变换为固定长度的值/地址，通过这个地址进行访问的数据结构，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度，哈希算法具有幂等性，同样的入参，执行结果相同

但，使用哈希算法也会遇到一个问题，那就是哈希冲突，关于这点，采用链表解决即可，相同哈希值，那就挂链表往后挂

这一点，从hashmap源码也能看出来

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在jdk1.8之前，hashmap采用头插法，1.8之后，采用尾插法

头插法和尾插法的区别：

如字面意思，头插法和尾插法分别在链表的头部和尾部插入新来的要添加的数据

但，头插法会引起死循环

假设已有一个结构，存储了两个元素A和B，它们在一个链表上，顺序为A指向B

线程1和线程2，同时进行操作，现在容量不足，线程1进行扩容，但，它申请了容量，没来得及处理数据，线程2得到了CPU执行权，并且，线程2在这期间还完成了扩容的全部流程

也就是说，现在结构由原来的A指向B，变为了B指向A，本质上他们所在位置的地址值是不变的，只是变了值而已

也就是说，假设第一个位置是x1，第二个位置是x2

线程1拿到的结果是 A_x1指向B_x2，线程2拿到的结果是B_x1指向A_x2

出现了A指向B，B指向A的问题

hashmap是这么存的，但如何取呢？其实也和存一样，算哈希值，拿到以后对比，是不是一样的，如果存了不止一个，那就挨个找

提问：已经实现了hashmap的存取，为何还要在jdk1.8引入红黑树

回答：为了加快查找速度，当链表过长，查找速度会很低

jdk8不是用红黑树代替链表，而是一种增加补充，jdk1.8也不是上来就是红黑树，它是链表长度大于8之后，左右旋为红黑树，数量小于6，就从红黑树退化为链表，红黑树是一颗平衡树

hashmap默认容量是16，加载因子0.75，也就是说，插入到第12个元素的时候，就会出发hashmap的扩容，以下为示意图，受限于屏幕，将就着看叭。。。。。

 注意，key相同的话，value会覆盖

concurrenthashmap

这是一个并发安全的map，hashtable虽然也是线程安全的，但hashtable性能不高，hashtable的put方法被synchronized修饰

底层采用数组、链表、红黑树，内部有大量的CAS操作，并发控制使用synchronized和cas来操作

concurrenthashmap是个懒加载，put的时候才会判断容量，为0才会初始化，初始化的时候第一步会判断是否已经出实话，如果没有，采用CAS方法扩容，这一点和hashmap不同，hashmap是构造方法加载容量

concurrenthashmap的put方法，如果是数组，采用CAS方法赋值，如果是链表或者红黑树，使用synchronized，锁粒度很小，在头节点或红黑树上

1.7的时候使用桶锁，也叫分段锁，锁住整个哈希值对应的段，锁的是数组一部分的所有，数组节点及节点挂的链表，如果分段很多，且加锁的段不连续，内存空间浪费会比较多，而且如果某个分段比较大，会影响效率，耽误时间，所以在jdk1.8弃用了