java集合

注: 本文谈论的是基于JDK1.8版本

• ArrayList的底层数据结构：数组。
• LinkedList的底层数据结构：链表。既实现了List接口,又实现了Queue接口,在使用的时候，如果我们把它当作List，就获取List的引用，如果我们把它当作Queue，就获取Queue的引用
• CopyOnWriteArrayList:和ArrayList基本一模一样，但它是线程安全的
• HashMap,ConcurrentHashMap 的底层数据结构: 数组+链表+红黑树实现,插入数据方式为尾插法,当链表长度超过阈值（8）时，并且数组长度超过64,将链表转换为红黑树,如果没超过64,只扩容(重新计算哈希值,复制数组过去),并不会转成红黑树,基于HashMap实现
• LinkedHashMap:底层是数组+链表+红黑树+双向链表
• TreeSet,TreeMap的底层数据结构：红黑树。
• HashSet的底层数据结构：数组+链表+红黑树。

List接口

• 元素有序
• 有索引
• 元素可以重复

ArrayList

• ArrayList的底层就是数组。
• 实现了Random Access接口,查询快;但是因为插入数据要更改其他元素位置,所以插入慢
• 如何扩容? 创建一个新的数组，再将旧数组复制进去，这样长度就增加了
• 当第一次add元素的时候,初始化默认大小为10,每次扩容为原来的1.5倍

LinkedList

• 底层是链表。链表增删快，故LinkedList常用来增删数据.
• 是一个双向链表,所以没有容量,没有扩容,直接在头尾添加即可.

CopyOnWriteArrayList

• 和ArrayList基本一模一样，但它是线程安全的
• 适合多读少写的场景
• 任何对array在结构上有所改变的操作（add、remove、clear等），CopyOnWriterArrayList都会copy现有的数据，再在copy的数据上修改，这样就不会影响COWIterator中的数据了，不会抛ConcurrentModificationException异常(对set,add没有作用，因为set,add本来就要加锁)，修改完成之后改变原有数据的引用即可。
• 读操作不加锁，写操作加锁，在进行add,set等操作时，会通过ReentrantLock进行加锁
• 缺点:
  • 1.复制的数组会消耗内存
  • 2.不能读取实时性的数据
  • 3.会产生大量的对象

Set接口

使用了HashMap的key,value为空

• 元素无序
• 没有索引
• 元素不能重复

Collection遍历删除元素

1.普通for循环：注意每次删除之后索引要--
2.Iterator遍历：不过要使用Iterator类中的remove方法，如果用List中的remove方法会报错
3.增强for循环foreach：不能删除,强制用List中的remove方法会报错.foreach循环实际上是生成器

Map接口

HashMap

• 键值对
• 无序,不支持排序
• 采用哈希算法定位元素,计算公式为:通过hashCode()的高16位异或低16位(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)得到h,然后 h&(length - 1),k是键,length为数组长度.所以length要设置2的n次方,这样可以散列的更均匀,而且计算下标方便，并且扩容的时候可以让原数组处的链表长度减小一半(理想情况下)
• key,value可以存null
• value可以重复,key重复会覆盖value
• 数组默认大小是16,存储的数据超过容量的75%开始扩容.默认大小和负载因子可以自定义.扩容后容量是之前的两倍
• 多线程使用时,扩容会死循环,要用ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap

• 线程安全的HashMap,但是key,value不允许为null
• 相比Hashmap多了锁对象segment
• put基本流程
  • 通过CAS+synchronized加锁(jdk1.8),只需要锁住数组中有链表元素的头部位置;1.7是分段加锁
  • 1.如果没有hash冲突就直接通过CAS插入
  • 2.如果有hash冲突或者CAS操作失败，说明存在并发情况，使用synchronized加锁
  • 3.如果插入成功就调用addCount（）方法统计size，并且检查是否需要扩容

LinkedHashMap

• 比HashMap多维护了一个链表用来记录顺序
• LinkedHashMap 可以通过构造参数 accessOrder 来指定双向链表是否在元素被访问后改变其在双向链表中的位置。
• LRU实现:插入数据后对调用afterNodeInsertion，afterNodeInsertion()方法中会调用removeEldestEntry，如果removeEldestEntry(first)返回true，按照LRU策略，那么会删除头节点(注意这里删除的是头节点！！！所以每次访问元素或者插入元素之后都要将该元素放到链表末尾)。这个也是实现LRU的关键点！！！！！

HashTable

为了解决哈希冲突.不建议使用,完全可以用ConcurrentHashMap替代

哈希表可以用来高效率解决元素不可重复这个问题，其本质就是：数组+链表+红黑树。
所以如果新建了一个对象，需要重写hashCode方法和equals方法

• key,value都不可为null
• 线程安全,所有方法上都加了synchronized关键字
• 哈希值就有点类似于数组中的索引，因为哈希值不同其元素必定不同
  • 如果没有相同的哈希值，直接添加进集合
  • 如果有相同的哈希值，再用equals方法比较内容是否一样
• 扩容
  • 哈希表中数组默认长度11，如果数组中的元素超过了75%就开始扩容
  • 扩容时，capacity=2*capacity+1
  • 如果链表元素数量超过8，就将链表重构成红黑树。

SortedMap接口

• 有序
• 支持排序
• 不可存null
• 查找较慢
• value可以重复
• 采用红黑树排序,可以调用Comparator类型的构造方法进行定制排序
• TreeMap是它的实现类,继承体系 Map -> SortMap -> NavigbleMap -> TreeMap