随笔③ java集合类 --- ArrayList，LinkedList，Vector，Hashtable，HashMap，ConcurrentHashMap
java集合类 --- 继承关系
java集合类 --- List接口
一：ArrayList
① ArrayList有三个构造函数：
（1）ArrayList()构造一个初始容量为 10 的空列表。
（2）ArrayList(Collection<? extends E> c)构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。
（3）ArrayList(int initialCapacity)构造一个具有指定初始容量的空列表。
② ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构。
这里的所谓动态数组并不是那个“ 有多少元素就申请多少空间 ”的意思，通过查看源码，可以发现，这个动态数组是这样实现的，如果没指定数组大小，则申请默认大小为10的数组，当元素个数增加，数组无法存储时，系统会另个申请一个长度为当前长度1.5倍的数组，然后，把之前的数据拷贝到新建的数组中。
③ ArrayList的Iterator实现
在ArrayList内部首先是定义一个内部类Itr，该内部类实现Iterator接口，如下：
1 private class Itr implements Iterator<E> { 2 //do something 3 }
而ArrayList的iterator()方法实现：
1 public Iterator<E> iterator() { 2 return new Itr(); 3 }
所以通过使用ArrayList.iterator()方法返回的是Itr()内部类，所以现在我们需要关心的就是Itr()内部类的实现：
在Itr内部定义了三个int型的变量：cursor、lastRet、expectedModCount。其中cursor表示下一个元素的索引位置，lastRet表示上一个元素的索引位置。
1 int cursor; 2 int lastRet = - 1 ; 3 int expectedModCount = modCount;
从cursor、lastRet定义可以看出，lastRet一直比cursor少一所以hasNext()实现方法异常简单，只需要判断cursor和lastRet是否相等即可。
1 public boolean hasNext() { 2 return cursor != size; 3 }
对于next()实现其实也是比较简单的，只要返回cursor索引位置处的元素即可，然后修改cursor、lastRet即可，
1 public E next() { 2 checkForComodification(); 3 int i = cursor; //记录索引位置 4 if (i >= size) //如果获取元素大于集合元素个数，则抛出异常 5 throw new NoSuchElementException(); 6 Object[] elementData = ArrayList.this .elementData; 7 if (i >= elementData.length) 8 throw new ConcurrentModificationException(); 9 cursor = i + 1 ; //cursor + 1 10 return (E) elementData[lastRet = i]; //减少数据依赖cursor，有利于指令重排序lastRet + 1 且返回cursor处元素 11 }
二：LinkedList
LinkedList是基于链表的数据结构。ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗相当的空间。
三：ConcurrentHashMap
jdk1.7中的ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构， 一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素， 每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。
JDK6,7中的ConcurrentHashmap主要使用Segment来实现减小锁粒度，把HashMap分割成若干个Segment，在put的时候需要锁住Segment，get时候不加锁，使用volatile来保证可见性，当要统计全局时（比如size），首先会尝试多次计算modcount来确定，这几次尝试中，是否有其他线程进行了修改操作，如果没有，则直接返回size。如果有，则需要依次锁住所有的Segment来计算。
jdk7中ConcurrentHashmap中，当长度过长碰撞会很频繁，链表的增改删查操作都会消耗很长的时间，影响性能,所以jdk8 中完全重写了concurrentHashmap,代码量从原来的1000多行变成了 6000多 行，实现上也和原来的分段式存储有很大的区别。
主要设计上的变化有以下几点:
改进一：取消segments字段，直接采用transient volatile HashEntry<K,V> table保存数据，采用table数组元素作为锁，从而实现了对每一行数据进行加锁，进一步减少并发冲突的概率。
改进二：将原先table数组＋单向链表的数据结构，变更为table数组＋单向链表＋红黑树的结构。对于hash表来说，最核心的能力在于将key hash之后能均匀的分布在数组中。如果hash之后散列的很均匀，那么table数组中的每个队列长度主要为0或者1。但实际情况并非总是如此理想，虽然ConcurrentHashMap类默认的加载因子为0.75，但是在数据量过大或者运气不佳的情况下，还是会存在一些队列长度过长的情况，如果还是采用单向列表方式，那么查询某个节点的时间复杂度为O(n)；因此，对于个数超过8(默认值)的列表，jdk1.8中采用了红黑树的结构，那么查询的时间复杂度可以降低到O(logN)，可以改进性能。
四：Vector & ArrayList 的主要区别
2）数据增长:当需要增长时,Vector默认增长为原来一倍 ，而ArrayList却是原来的50% ，这样,ArrayList就有利于节约内存空间。
如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用Vector，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList 。
1. Hashtable & HashMap
Hashtable和HashMap在它们的性能方面的比较类似Vector和ArrayList，比如Hashtable的方法是同步的,而HashMap的不是。
2. ArrayList & LinkedList
ArrayList的内部实现是基于内部数组Object[],所以从概念上讲,它更象数组，但LinkedList的内部实现是基于一组连接的记录，所以，它更象一个链表结构，所以，它们在性能上有很大的差别：
从上面的分析可知,在ArrayList的前面或中间插入数据时,你必须将其后的所有数据相应的后移,这样必然要花费较多时间，所以,当你的操作是在一列数据的后面添加数据而不是在前面或中间,并且需要随机地访问其中的元素时,使用ArrayList会提供比较好的性能； 而访问链表中的某个元素时,就必须从链表的一端开始沿着连接方向一个一个元素地去查找,直到找到所需的元素为止，所以,当你的操作是在一列数据的前面或中间添加或删除数据，并且按照顺序访问其中的元素时，就应该使用LinkedList了。
五：HashMap与Hashtable
2. Hashtable和HashMap的区别：
