【转载】Java 集合框架
http://wangkuiwu.github.io/2012/02/03/collection-03-arraylist/
网上比较全的Java集合框架教程。
注:transient是Java语言的关键字,它被用来表示一个域不是该对象串行化的一部分。
Iterable 是可迭代接口,任何可以迭代的对象实现它就可以返回Iterator迭代。
Collection 都是是可迭代的,所以它继承了Iterable接口,注意与Iterator不一样。
List继承自Collection,它包含Collection的所有函数并添加了List有序队列的特定行为。
Set与List一样,其添加的是Set非重复集合的特定行为。
AbstractCollection实现了Collection中的大多数方法,方便其他类实现Collection,从而减少重复编码。
AbstactList和AbstractSet与AbstractCollection类似,方便其他类实现List和Set。
Iterator是迭代器接口,任何可迭代的(Iterable)对象都可以返回迭代器。
ArrayList 继承了AbstractList,实现了List。它是一个数组队列,提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList 实现了Cloneable接口,即覆盖了函数clone(),能被克隆。
ArrayList 实现java.io.Serializable接口,这意味着ArrayList支持序列化,能通过序列化去传输。
ArrayList中的操作不是线程安全的!所以,建议在单线程中才使用ArrayList,而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。
fast-fail事件产生的条件:当多个线程对Collection进行操作时,若其中某一个线程通过iterator去遍历集合时,该集合的内容被其他线程所改变;则会抛出ConcurrentModificationException异常。
fast-fail解决办法:通过util.concurrent集合包下的相应类去处理,则不会产生fast-fail事件。
若在多线程环境下使用fail-fast机制的集合,建议使用“java.util.concurrent包下的类”去取代“java.util包下的类”。
LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
LinkedList 实现 List 接口,能对它进行队列操作。
LinkedList 实现 Deque 接口,即能将LinkedList当作双端队列使用。
LinkedList 实现了Cloneable接口,即覆盖了函数clone(),能克隆。
LinkedList 实现java.io.Serializable接口,这意味着LinkedList支持序列化,能通过序列化去传输。
LinkedList 是非同步的。
Vector 是矢量队列,它是JDK1.0版本添加的类。继承于AbstractList,实现了List, RandomAccess, Cloneable这些接口。
Vector 继承了AbstractList,实现了List;所以,它是一个队列,支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
Vector 实现了RandomAccess接口,即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现,为List提供快速访问功能的。在Vector中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象;这就是快速随机访问。
注:RandomAccess接口在1.8中是一个空接口,提供随机访问功能的应该是get(int index)方法,此方法在List接口中
Vector 实现了Cloneable接口,即实现clone()函数。它能被克隆。
和ArrayList不同,Vector中的操作是线程安全的。
和ArrayList不同,Vector没有实现序列化接口。
和ArrayList不同,Vector支持Enumeration遍历,ArrayList不支持。
Stack是栈。它的特性是:先进后出(FILO, First In Last Out)。
java工具包中的Stack是继承于Vector(矢量队列)的,由于Vector是通过数组实现的,这就意味着,Stack也是通过数组实现的,而非链表。当然,我们也可以将LinkedList当作栈来使用!
Map系列依赖Collection系列,因为Map系列有字段有Collection系列的成员、Map系列有方法返回值是Collection系列的成员、Map系列有方法的参数是Collection系列的成员
(01) Map 是映射接口,Map中存储的内容是键值对(key-value)。
(02) AbstractMap 是继承于Map的抽象类,它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码。
(03) SortedMap 是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对,排序的方法是通过比较器(Comparator)。
(04) NavigableMap 是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap,NavigableMap有一系列的导航方法;如"获取大于/等于某对象的键值对"、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
(05) TreeMap 继承于AbstractMap,且实现了NavigableMap接口;因此,TreeMap中的内容是“有序的键值对”!
(06) HashMap 继承于AbstractMap,但没实现NavigableMap接口;因此,HashMap的内容是“键值对,但不保证次序”!
(07) Hashtable 虽然不是继承于AbstractMap,但它继承于Dictionary(Dictionary也是键值对的接口),而且也实现Map接口;
因此,Hashtable的内容也是“键值对,也不保证次序”。但和HashMap相比,Hashtable是线程安全的,而且它支持通过Enumeration去遍历。
(08) WeakHashMap 继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同,WeakHashMap的键是“弱键”。
HashMap 是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的,这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外,HashMap中的映射不是有序的。
HashMap 的实例有两个参数影响其性能:“初始容量” 和 “加载因子”。
Hashtable 也是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。
Hashtable 继承于Dictionary,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的,这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外,Hashtable中的映射不是有序的。
TreeMap 是一个有序的key-value集合,它是通过红黑树实现的。它的键不可以为null,值可以是null。
TreeMap 继承于AbstractMap,所以它是一个Map,即一个key-value集合。
TreeMap 实现了NavigableMap接口,意味着它支持一系列的导航方法。比如返回有序的key集合。
TreeMap 实现了Cloneable接口,意味着它能被克隆。
TreeMap 实现了java.io.Serializable接口,意味着它支持序列化。
TreeMap基于红黑树(Red-Black tree)实现。该映射根据其键的自然顺序进行排序,或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。
TreeMap的基本操作 containsKey、get、put 和 remove 的时间复杂度是 log(n) 。
另外,TreeMap是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。
WeakHashMap 继承于AbstractMap,实现了Map接口。
和HashMap一样,WeakHashMap 也是一个散列表,它存储的内容也是键值对(key-value)映射,而且键和值都可以是null。
WeakHashMap的键是“弱键”。在 WeakHashMap 中,当某个键不再正常使用时,会被从WeakHashMap中被自动移除。
更精确地说,对于一个给定的键,其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的丢弃,这就使该键成为可终止的,被终止,然后被回收。某个键被终止时,它对应的键值对也就从映射中有效地移除了。
这个“弱键”的原理呢?大致上就是,通过WeakReference和ReferenceQueue实现的。 WeakHashMap的key是“弱键”,即是WeakReference类型的;
ReferenceQueue是一个队列,它会保存被GC回收的“弱键”。实现步骤是:
(01) 新建WeakHashMap,将“键值对”添加到WeakHashMap中。
实际上,WeakHashMap是通过数组table保存Entry(键值对);每一个Entry实际上是一个单向链表,即Entry是键值对链表。
(02) 当某“弱键”不再被其它对象引用,并被GC回收时。在GC回收该“弱键”时,这个“弱键”也同时会被添加到ReferenceQueue(queue)队列中。
(03) 当下一次我们需要操作WeakHashMap时,会先同步table和queue。table中保存了全部的键值对,而queue中保存被GC回收的键值对;同步它们,就是删除table中被GC回收的键值对。
这就是“弱键”如何被自动从WeakHashMap中删除的步骤了。
和HashMap一样,WeakHashMap是不同步的。可以使用 Collections.synchronizedMap 方法来构造同步的 WeakHashMap。 “弱键”是一个“弱引用(WeakReference)”,在Java中,WeakReference和ReferenceQueue 是联合使用的。
在WeakHashMap中亦是如此:如果弱引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
接着,WeakHashMap会根据“引用队列”,来删除“WeakHashMap中已被GC回收的‘弱键’对应的键值对”。
HashSet 是一个没有重复元素的集合。
它是由HashMap实现的,不保证元素的顺序,而且HashSet允许使用 null 元素。
HashSet是非同步的。如果多个线程同时访问一个哈希 set,而其中至少一个线程修改了该 set,那么它必须 保持外部同步。这通常是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的。
如果不存在这样的对象,则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来“包装” set。最好在创建时完成这一操作,以防止对该 set 进行意外的不同步访问
TreeSet 是一个有序的集合,它的作用是提供有序的Set集合。它继承于AbstractSet抽象类,实现了NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable接口。
TreeSet 不可以保存null 键
TreeSet 继承于AbstractSet,所以它是一个Set集合,具有Set的属性和方法。
TreeSet 实现了NavigableSet接口,意味着它支持一系列的导航方法。比如查找与指定目标最匹配项。
TreeSet 实现了Cloneable接口,意味着它能被克隆。
TreeSet 实现了java.io.Serializable接口,意味着它支持序列化。
TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet中的元素支持2种排序方式:自然排序 或者 根据创建TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。这取决于使用的构造方法。
TreeSet为基本操作(add、remove 和 contains)提供受保证的 log(n) 时间开销。
另外,TreeSet是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的
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