Java集合之底层数据结构与如何选用集合

一、 集合框架底层数据结构

Collection

1. List（对付顺序的好帮手）：List接口存储一组不唯一（可以有多个元素引用相同的对象），有序的对象

• Arraylist： 底层结构Object数组，线程不安全
• LinkedList： 底层结构双向链表(JDK1.6之前为循环链表，JDK1.7取消了循环)，线程不安全
• Vector： 底层结构Object数组，线程安全

2. Set（注重独一无二的性质）: 不允许重复的集合。不会有多个元素引用相同的对象

• HashSet（无序，唯一）: 基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素
• LinkedHashSet： LinkedHashSet 继承于 HashSet，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 HashMap 实现一样，不过还是有一点点区别的
• TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树)

Map（用Key来搜索的专家）：使用键值对存储。Map会维护与Key有关联的值。两个Key可以引用相同的对象，但Key不能重复，典型的Key是String类型，但也可以是任何对象。

3. Map（用Key来搜索的专家）

• HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）。JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间
• LinkedHashMap： LinkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，LinkedHashMap 在上面结构的基础上，增加了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作，实现了访问顺序相关逻辑。详细可以查看：《LinkedHashMap 源码详细分析（JDK1.8）》
• Hashtable： 数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的，线程安全
• TreeMap： 红黑树（自平衡的排序二叉树）

二、 如何选用集合

需根据键值获取到元素值时，选用Map接口下的集合

• 需要排序时选择TreeMap
• 不需要排序时就选择HashMap
• 需要保证线程安全就选用ConcurrentHashMap

仅需存放元素值时，选用Collection接口下的集合

• 需要保证元素唯一时选择实现Set接口的集合比如TreeSet（有序）或HashSet（无序）
• 不需要就选择实现List接口的比如ArrayList或LinkedList，然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用