Detaillierte Analyse des Java-Sammlungsframeworks

Dieser Artikel vermittelt Ihnen relevantes Wissen über Java, in dem hauptsächlich Probleme im Zusammenhang mit dem Sammlungsframework vorgestellt werden. Das Java-Sammlungsframework bietet eine Reihe von Schnittstellen und Klassen mit hervorragender Leistung und einfacher Verwendung. Sie befinden sich im Paket java.util. hoffe es hilft allen.

Empfohlene Studie: „Java-Lern-Tutorial

1. Einführung in das Sammlungs-Framework

Das Java-Sammlungs-Framework bietet eine Reihe von Schnittstellen und Klassen mit hervorragender Leistung und einfacher Verwendung befindet sich im Paket java.util. Zu den Containern gehören hauptsächlich Collection und Map. Collection speichert eine Sammlung von Objekten, während Map eine Zuordnungstabelle von Schlüssel-Wert-Paaren (zwei Objekten) speichert

2、相关容器介绍

2.1 Set相关

• TreeSet
  基于红黑树实现，支持有序性操作，例如根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSet，HashSet 查找的时间复杂度为 O(1)，TreeSet 则为 O(logN)
• HashSet
  基于哈希表实现，支持快速查找，但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息，也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。
• LinkedHashSet
  具有 HashSet 的查找效率，且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。

2.2 List相关

• ArrayList
  基于动态数组实现，支持随机访问。
• Vector
  和 ArrayList 类似，但它是线程安全的。
• LinkedList
  基于双向链表实现，只能顺序访问，但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。不仅如此，LinkedList 还可以用作栈、队列和双向队列。

2.3 Queue相关

• LinkedList
  可以实现双向队列。
• PriorityQueue
  基于堆结构实现，可以用它来实现优先队列。

2.4 Map相关

• TreeMap
  基于红黑树实现。
• HashMap
  基于哈希表实现。
• HashTable
  和 HashMap 类似，但它是线程安全的，这意味着同一时刻多个线程可以同时写入 HashTable 并且不会导致数据不一致。它是遗留类，不应该去使用它。现在可以使用 ConcurrentHashMap 来支持线程安全，并且 ConcurrentHashMap 的效率会更高，因为 ConcurrentHashMap
HashSet
• basiert auf einer Hash-Tabelle und unterstützt schnell Suche, unterstützt jedoch keine geordneten Operationen. Und die Informationen zur Einfügereihenfolge der Elemente gehen verloren, was bedeutet, dass das Ergebnis, das durch die Verwendung von Iterator zum Durchlaufen des HashSet erhalten wird, ungewiss ist.
  
LinkedHashSet

verfügt über die Sucheffizienz von HashSet und verwendet intern eine doppelt verknüpfte Liste, um die Einfügereihenfolge von Elementen beizubehalten.

2.2 Listenbezogen

• ArrayList
• basiert auf einer dynamischen Array-Implementierung und unterstützt Direktzugriff.
• Vector
• ähnelt ArrayList, ist jedoch threadsicher.
• LinkedList
• basiert auf einer doppelt verknüpften Liste und kann nur nacheinander aufgerufen werden. Elemente können jedoch schnell in der Mitte der verknüpften Liste eingefügt und gelöscht werden. Darüber hinaus kann LinkedList auch als Stack, Queue und Deque verwendet werden.

2.3 Warteschlangenbezogen

LinkedList

kann eine bidirektionale Warteschlange implementieren. TreeMap wird basierend auf einem rot-schwarzen Baum implementiert. HashTable ähnelt HashMap, ist jedoch threadsicher, was bedeutet, dass mehrere Threads gleichzeitig in HashTable schreiben können, ohne dass es zu Dateninkonsistenzen kommt. Es handelt sich um eine Legacy-Klasse und sollte nicht verwendet werden. Es ist jetzt möglich, ConcurrentHashMap zur Unterstützung der Thread-Sicherheit zu verwenden, und ConcurrentHashMap wird effizienter sein, da ConcurrentHashMap eine Segmentierungssperre einführt. verwendet eine doppelt verknüpfte Liste, um die Reihenfolge der Elemente in der Einfügereihenfolge oder der LRU-Reihenfolge beizubehalten. 3. Die Sammlungsschnittstelle speichert eine Reihe nicht eindeutiger, ungeordneter Elemente ObjekteDie List-Schnittstelle speichert eine Reihe nicht eindeutiger, geordneter Objekte. Set-Schnittstelle speichert eine Reihe eindeutiger, ungeordneter Objekte. Map-Schnittstelle speichert eine Reihe von Schlüssel-Wert-Objekten, die eine Schlüssel-Wert-Zuordnung ermöglichen. um Elemente nacheinander am Ende der Liste hinzuzufügen, beginnend mit Index Die Position beginnt bei 0void add(int index, Object o)Fügen Sie ein Element an der angegebenen Indexposition hinzu,Die Indexposition muss sein zwischen 0 und der Anzahl der Elemente in der Listeint size( )Gibt die Anzahl der Elemente in der Liste zurückObject get(int index)Gibt das Element an der angegebenen Indexposition zurück.

PriorityQueue basiert auf der Heap-Struktur und kann zur Implementierung von Prioritätswarteschlangen verwendet werden.	2.4 Kartenbezogen
HashMap	wird basierend auf einer Hash-Tabelle implementiert.
	LinkedHashMap
	ArrayList implementiert Arrays variabler Länge und weist kontinuierlichen Speicherplatz im Speicher zu. Die Effizienz beim Durchlaufen von Elementen und beim zufälligen Zugriff auf Elemente ist relativ hoch. LinkedList verwendet die Speicherung verknüpfter Listen. Es ist effizienter beim Einfügen und Löschen von Elementen. HashSet verwendet einen Hash-Algorithmus zum Implementieren von Set. Die unterste Ebene von HashSet wird mithilfe von HashMap implementiert, sodass die Abfrageeffizienz hoch ist, da der HashCode-Algorithmus zur direkten Bestimmung der Speicheradresse verwendet wird Die Effizienz beim Hinzufügen und Löschen des Elements ist hoch olean add(Objekt o)

Das herausgenommene Element ist vom Typ Objekt. Vor der Verwendung ist eine Typkonvertierung erforderlich. 🎜🎜🎜🎜🎜Boolean enthält (Objekt o) 🎜From Elemente aus der Liste entfernen🎜🎜🎜🎜Object remove(int index)🎜🎜Entfernen Sie das Element an der angegebenen Position aus der Liste, das Startindexbit beginnt bei 0🎜🎜🎜🎜

2. Einführung in ArrayList

• ArrayList ist eine Indexsequenz, die auf der Array-Implementierung basiert.
• Diese Klasse kapselt ein dynamisch neu zugewiesenes Object[]-Array Das Attribut „capacity“ gibt die Länge des Object[]-Arrays an, das sie kapseln. Wenn Elemente zur ArrayList hinzugefügt werden, erhöht sich der Attributwert automatisch. Wenn Sie eine große Anzahl von Elementen zu ArrayList hinzufügen möchten, können Sie die Kapazität mit der secureCapacity-Methode auf einmal erhöhen, wodurch die Anzahl der Neuzuweisungen verringert und die Leistung verbessert werden kann. Die Verwendung von ArrayList ähnelt der von Vector, Vector jedoch Es wird empfohlen, eine ältere Sammlung zu verwenden.
• Darüber hinaus besteht der Unterschied zwischen ArrayList und Vector: Wenn mehrere Threads auf dieselbe ArrayList-Sammlung zugreifen, muss das Programm die Synchronisierung manuell sicherstellen die Sammlung, während Vector threadsicher ist. 3. Quellcode-Analyse Wird für den schnellen Direktzugriff verwendet. Wenn diese Schnittstelle implementiert ist, kann zum Durchlaufen eine gewöhnliche for-Schleife verwendet werden, die eine höhere Leistung aufweist, z. B. ArrayList. Wenn diese Schnittstelle nicht implementiert ist, verwenden Sie zum Iterieren Iterator, der eine höhere Leistung aufweist, z. B. LinkedInList. Diese Markierung dient lediglich dazu, uns mitzuteilen, welche Methode zum Abrufen von Daten eine bessere Leistung bietet.

Klonbare Schnittstelle

Nach der Implementierung dieser Schnittstelle können Sie die Methode Object.Clone() verwenden.

Serialisierbare Schnittstelle
Implementieren Sie diese Serialisierungsschnittstelle und geben Sie an, dass diese Klasse serialisiert werden kann. Was ist Serialisierung? Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass es von einer Klasse in einen Bytestream und dann von einem Bytestream in die ursprüngliche Klasse übertragen werden kann.

• Die Vererbungsstruktur hier kann über „Navigieren> Typhierarchie in IDEA“ angezeigt werden. Überprüfen Sie, ob die Anzahl der hinzugefügten Elemente die Länge des aktuellen Arrays überschreitet. Wenn dies der Fall ist, wird das Array erweitert, um den Anforderungen zum Hinzufügen von Daten gerecht zu werden. Die Array-Erweiterung wird durch eine öffentliche Methode ensureCapacity(int minCapacity) erreicht. Bevor ich tatsächlich eine große Anzahl von Elementen hinzufüge
  , kann ich auch ensureCapacity verwenden, um die Kapazität der ArrayList-Instanz manuell zu erhöhen, um den Umfang der inkrementellen Neuzuweisung zu reduzieren.
• Wenn das Array erweitert wird, werden die Elemente im alten Array in das neue Array kopiert. Jedes Mal, wenn die Array-Kapazität erhöht wird, beträgt sie ungefähr das 1,5-fache ihrer ursprünglichen Kapazität. **Die Kosten für diesen Vorgang sind sehr hoch. Daher sollten wir bei der tatsächlichen Verwendung versuchen, eine Erweiterung der Array-Kapazität zu vermeiden. Wenn wir die Anzahl der zu speichernden Elemente vorhersagen können, müssen wir beim Erstellen der ArrayList-Instanz deren Kapazität angeben, um eine Array-Erweiterung zu vermeiden. Oder je nach tatsächlichem Bedarf die Kapazität der ArrayList-Instanz manuell erhöhen, indem Sie die Methode „sureCapacity“ aufrufen .
  

  public class ArrayList<e> extends AbstractList<e>
          implements List<e>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable</e></e></e>

3.5 add()-Methode

• //版本号
  private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
  //缺省容量
  private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
  //空对象数组
  private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
  //缺省空对象数组
  private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
  //存储的数组元素
  transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
  //实际元素大小，默认为0
  private int size;
  //最大数组容量
  private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

  Wenn die add()-Methode aufgerufen wird, wird die eigentliche Funktion aufgerufen:
  
add→ensureCapacityInternal→ensureExplicitCapacity(→grow→hugeCapacity)

Zum Beispiel nach der Initialisierung einer leeren Array, fügen Sie einen Wert hinzu, er wird zuerst automatisch erweitert

3.6 trimToSize()

Die Funktion zum Anpassen der Kapazität des zugrunde liegenden Arrays an die Größe der tatsächlich in der aktuellen Liste gespeicherten Elemente

/**
 * 构造具有指定初始容量的空列表
 * 如果指定的初始容量为负，则为IllegalArgumentException
 */public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }}/**
 * 默认空数组的大小为10
 * ArrayList中储存数据的其实就是一个数组，这个数组就是elementData
 */public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}/**
 * 按照集合迭代器返回元素的顺序构造包含指定集合的元素的列表
 */public ArrayList(Collection extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        // 转换为数组
        //每个集合的toarray()的实现方法不一样，所以需要判断一下，如果不是Object[].class类型，那么久需要使用ArrayList中的方法去改造一下。
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        // 否则就用空数组代替
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }}

3.7 Methode „remove()“

Der remove( )-Methode hat auch zwei Versionen, eine ist remove(int index), um das Element an der angegebenen Position zu löschen, die andere ist remove(Object o), um Löschen Sie das erste Element, das das Element o.equals(elementData[ index]) erfüllt. Der Löschvorgang ist der umgekehrte Vorgang des add()-Vorgangs, bei dem das Element nach dem Löschpunkt um eine Position nach vorne verschoben werden muss. Es ist zu beachten, dass der letzten Position explizit ein null-Wert zugewiesen werden muss, damit GC funktioniert.

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    //判断初始化的elementData是不是空的数组，也就是没有长度
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        //因为如果是空的话，minCapacity=size+1；其实就是等于1，空的数组没有长度就存放不了
        //所以就将minCapacity变成10，也就是默认大小，但是在这里，还没有真正的初始化这个elementData的大小
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    //确认实际的容量，上面只是将minCapacity=10，这个方法就是真正的判断elementData是否够用
    return minCapacity;}private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    //minCapacity如果大于了实际elementData的长度，那么就说明elementData数组的长度不够用
    /*第一种情况：由于elementData初始化时是空的数组，那么第一次add的时候，
    minCapacity=size+1；也就minCapacity=1，在上一个方法(确定内部容量ensureCapacityInternal)
    就会判断出是空的数组，就会给将minCapacity=10，到这一步为止，还没有改变elementData的大小。
    第二种情况：elementData不是空的数组了，那么在add的时候，minCapacity=size+1；也就是
    minCapacity代表着elementData中增加之后的实际数据个数，拿着它判断elementData的length
    是否够用，如果length不够用，那么肯定要扩大容量，不然增加的这个元素就会溢出。*/ 
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);}//ArrayList核心的方法，能扩展数组大小的真正秘密。private void grow(int minCapacity) {
    //将扩充前的elementData大小给oldCapacity
    int oldCapacity = elementData.length;
    //newCapacity就是1.5倍的oldCapacity
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    /*这句话就是适应于elementData就空数组的时候，length=0，那么oldCapacity=0，newCapacity=0，
    所以这个判断成立，在这里就是真正的初始化elementData的大小了，就是为10.前面的工作都是准备工作。
    */
    if (newCapacity - minCapacity  0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    //新的容量大小已经确定好就copy数组，改变容量大小。
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}//用来赋最大值private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity  MAX_ARRAY_SIZE) ?
        Integer.MAX_VALUE :
        MAX_ARRAY_SIZE;}

3.8 Andere Methoden

ensureCapacity(int minCapacity)来实现。在实际添加大量元素前，我也可以使用ensureCapacity来手动增加ArrayList实例的容量，以减少递增式再分配的数量。

数组进行扩容时，会将**老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中，每次数组容量的增长大约是其原容量的1.5倍。**这种操作的代价是很高的，因此在实际使用时，我们应该尽量避免数组容量的扩张。当我们可预知要保存的元素的多少时，要在构造ArrayList实例时，就指定其容量，以避免数组扩容的发生。或者根据实际需求，通过调用ensureCapacity方法来手动增加ArrayList实例的容量。

/**
 * 添加一个特定的元素到list的末尾。
 * 先size+1判断数组容量是否够用，最后加入元素
 */public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;}/**
 * Inserts the specified element at the specified position in this
 * list. Shifts the element currently at that position (if any) and
 * any subsequent elements to the right (adds one to their indices).
 *
 * @param index index at which the specified element is to be inserted
 * @param element element to be inserted
 * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
 */public void add(int index, E element) {
    //检查index也就是插入的位置是否合理。
    rangeCheckForAdd(index);
    //检查容量是否够用，不够就自动扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    //这个方法就是用来在插入元素之后，要将index之后的元素都往后移一位
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index);
    elementData[index] = element;
    size++;}

3.5 add()方法

public void trimToSize() {
    modCount++;
    if (size <p>当调用add()方法时，实际函数调用：</p><p><strong>add→ensureCapacityInternal→ensureExplicitCapacity(→grow→hugeCapacity)</strong></p><p>例如刚开始初始化一个空数组后add一个值，会首先进行自动扩容<br><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/45f56c8672bdd4df628eeca71c15448d-3.png" alt="Detaillierte Analyse des Java-Sammlungsframeworks"></p><h3>3.6 trimToSize()</h3><p>将底层数组的容量调整为当前列表保存的实际元素的大小的功能</p><pre class="brush:php;toolbar:false">public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; //清除该位置的引用，让GC起作用

        return oldValue;
    }

3.7 remove()方法

remove()方法也有两个版本，一个是remove(int index)删除指定位置的元素，另一个是remove(Object o)删除第一个满足o.equals(elementData[index])的元素。删除操作是add()操作的逆过程，需要将删除点之后的元素向前移动一个位置。需要注意的是为了让GC起作用，必须显式的为最后一个位置赋null值。

public class LinkedList<e>
    extends AbstractSequentialList<e>
    implements List<e>, Deque<e>, Cloneable, java.io.Serializable</e></e></e></e>

3.8 其他方法

这里简单介绍了核心方法，其他方法查看源码可以很快了解

3.9 Fail-Fast机制

ArrayList采用了快速失败的机制，通过记录modCount参数来实现。在面对并发的修改时，迭代器很快就会完全失败，并抛出ConcurrentModificationExceptionDie Kernmethode wird hier kurz vorgestellt. Sie können andere Methoden schnell verstehen, indem Sie sich den Quellcode ansehen

🎜3.9 Fail-Fast-Mechanismus🎜🎜ArrayList verwendet einen schnellen Fehlermechanismus, indem es modCount aufzeichnet. Code> Zu erreichende Parameter. Bei gleichzeitigen Änderungen wird der Iterator schnell vollständig ausfallen und eine <code>ConcurrentModificationException-Ausnahme auslösen, anstatt willkürliches, nicht spezifiziertes Verhalten zu einem unbestimmten Zeitpunkt in der Zukunft zu riskieren

4. Zusammenfassung: ArrayList kann Null speichern. ArrayList ist im Wesentlichen ein ElementData-Array. Der Unterschied zwischen ArrayList und Array besteht darin, dass die Größe automatisch erweitert werden kann. Die Schlüsselmethode ist die gorw()-Methode in ArrayList Der Unterschied zwischen c) und clear() besteht darin, dass „removeAll“ bestimmte Elemente stapelweise löschen kann, während „clear“ alle Elemente in der Sammlung löscht.

ArrayList ist im Wesentlichen ein Array, sodass es bei der Datenabfrage und beim Einfügen sehr schnell ist und Löschen In diesen Aspekten nimmt die Leistung stark ab und es müssen viele Daten verschoben werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen. ArrayList implementiert RandomAccess. Daher wird empfohlen, beim Durchlaufen eine for-Schleife zu verwenden Analyse
• 1. LinkedList-Verwendung
• Methodenname

Erläuterung oVoid Addfirst (Objekt O)

Das erste hinzugefügte Element in der Liste 未

V oid AddLast (Objekt O)

🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜 🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 🎜🎜 ” 🎜🎜🎜🎜Object getFirst()🎜🎜Gibt das erste Element in der Liste zurück🎜🎜🎜🎜Object getLast()🎜🎜Gibt das letzte Element in der Liste zurück🎜🎜🎜🎜Object removeFirst()🎜 🎜Entfernen und zur Liste zurückkehren. Das erste Element von 🎜🎜🎜🎜Object removeLast()🎜🎜 entfernt das letzte Element in der Liste und gibt es zurück 🎜🎜🎜🎜

2、LinkedList介绍

LinkedList同时实现了List接口和Deque接口，也就是说它既可以看作一个顺序容器，又可以看作一个队列(Queue)，同时又可以看作一个栈(Stack)。这样看来，LinkedList简直就是个全能冠军。当你需要使用栈或者队列时，可以考虑使用LinkedList，一方面是因为Java官方已经声明不建议使用Stack类，更遗憾的是，Java里根本没有一个叫做Queue_的类(它是个接口名字)。关于栈或队列，现在的首选是ArrayDeque，它有着比LinkedList(当作栈或队列使用时)有着更好的性能。

LinkedList的实现方式决定了所有跟下标相关的操作都是线性时间，而在首段或者末尾删除元素只需要常数时间。为追求效率LinkedList没有实现同步(synchronized)，如果需要多个线程并发访问，可以先采用Collections.synchronizedList()方法对其进行包装

3、源码分析

3.1 继承结构与层次

public class LinkedList<e>
    extends AbstractSequentialList<e>
    implements List<e>, Deque<e>, Cloneable, java.io.Serializable</e></e></e></e>

这里可以发现LinkedList多了一层AbstractSequentialList的抽象类，这是为了减少实现顺序存取（例如LinkedList）这种类的工作。如果自己想实现顺序存取这种特性的类(就是链表形式)，那么就继承 这个AbstractSequentialList抽象类，如果想像数组那样的随机存取的类，那么就去实现AbstracList抽象类。

• List接口
  列表add、set等一些对列表进行操作的方法
• Deque接口
  有队列的各种特性
• Cloneable接口
  能够复制，使用那个copy方法
• Serializable接口
  能够序列化。
• 没有RandomAccess
  推荐使用iterator，在其中就有一个foreach，增强的for循环，其中原理也就是iterator，我们在使用的时候，使用foreach或者iterator

3.2 属性与构造方法

transient关键字修饰，这也意味着在序列化时该域是不会序列化的

//实际元素个数transient int size = 0;
//头结点transient Node<e> first;
//尾结点transient Node<e> last;</e></e>

public LinkedList() {}public LinkedList(Collection extends E> c) {
    this();
    //将集合c中的各个元素构建成LinkedList链表
    addAll(c);}

3.3 内部类Node

//根据前面介绍双向链表就知道这个代表什么了，linkedList的奥秘就在这里private static class Node<e> {
    // 数据域（当前节点的值）
    E item;
    //后继
    Node<e> next;
    //前驱
    Node<e> prev;
    // 构造函数，赋值前驱后继
    Node(Node<e> prev, E element, Node<e> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }}</e></e></e></e></e>

3.4 核心方法add()和addAll()

public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;}void linkLast(E e) {
    //临时节点l(L的小写)保存last，也就是l指向了最后一个节点
    final Node<e> l = last;
    //将e封装为节点，并且e.prev指向了最后一个节点
    final Node<e> newNode = new Node(l, e, null);
    //newNode成为了最后一个节点，所以last指向了它
    last = newNode;
    if (l == null)
        //判断是不是一开始链表中就什么都没有，如果没有，则new Node就成为了第一个结点，first和last都指向它
        first = newNode;
    else
        //正常的在最后一个节点后追加，那么原先的最后一个节点的next就要指向现在真正的 最后一个节点，原先的最后一个节点就变成了倒数第二个节点
        l.next = newNode;
    //添加一个节点，size自增
    size++;
    modCount++;}</e></e>

addAll()有两个重载函数，addAll(Collection extends E>)型和addAll(int,Collection extends E>)型，我们平时习惯调用的addAll(Collection<?extends E>)型会转化为addAll(int,Collection extends<e>)</e>型

public boolean addAll(Collection extends E> c) {
    return addAll(size, c);}public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) {
    //检查index这个是否为合理
    checkPositionIndex(index);
    //将集合c转换为Object数组
    Object[] a = c.toArray();
    //数组a的长度numNew，也就是由多少个元素
    int numNew = a.length;
    if (numNew == 0)
        //如果空的就什么也不做
        return false;

    Node<e> pred, succ;
    //构造方法中传过来的就是index==size
    //情况一：构造方法创建的一个空的链表，那么size=0，last、和first都为null。linkedList中是空的。
    //什么节点都没有。succ=null、pred=last=null
    //情况二：链表中有节点，size就不是为0，first和last都分别指向第一个节点，和最后一个节点，
    //在最后一个节点之后追加元素，就得记录一下最后一个节点是什么，所以把last保存到pred临时节点中。
    //情况三index！=size，说明不是前面两种情况，而是在链表中间插入元素，那么就得知道index上的节点是谁，
    //保存到succ临时节点中，然后将succ的前一个节点保存到pred中，这样保存了这两个节点，就能够准确的插入节点了
    if (index == size) {
        succ = null;
        pred = last;
    } else {
        succ = node(index);
        pred = succ.prev;
    }

    for (Object o : a) {
        @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
        Node<e> newNode = new Node(pred, e, null);
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        pred = newNode;
    }

    if (succ == null) {
        /*如果succ==null，说明是情况一或者情况二，
        情况一、构造方法，也就是刚创建的一个空链表，pred已经是newNode了，
        last=newNode，所以linkedList的first、last都指向第一个节点。
        情况二、在最后节后之后追加节点，那么原先的last就应该指向现在的最后一个节点了，
        就是newNode。*/
        last = pred;
    } else {
        pred.next = succ;
        succ.prev = pred;
    }

    size += numNew;
    modCount++;
    return true;}//根据引下标找到该结点并返回Node<e> node(int index) {
    //判断插入的位置在链表前半段或者是后半段
    if (index > 1)) {
        Node<e> x = first;
        //从头结点开始正向遍历
        for (int i = 0; i  x = last;
        //从尾结点开始反向遍历
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }}</e></e></e></e>

3.5 remove()

/*如果我们要移除的值在链表中存在多个一样的值，那么我们
会移除index最小的那个，也就是最先找到的那个值，如果不存在这个值，那么什么也不做
*/public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) {
        for (Node<e> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (x.item == null) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    } else {
        for (Node<e> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (o.equals(x.item)) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    }
    return false;}不能传一个null值E unlink(Node<e> x) {
    // assert x != null;
    final E element = x.item;
    final Node<e> next = x.next;
    final Node<e> prev = x.prev;

    if (prev == null) {
        first = next;
    } else {
        prev.next = next;
        x.prev = null;
    }

    if (next == null) {
        last = prev;
    } else {
        next.prev = prev;
        x.next = null;
    }
    //x的前后指向都为null了，也把item为null，让gc回收它
    x.item = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;}</e></e></e></e></e>

3.6 其他方法

**get(index)、indexOf(Object o)**等查看源码即可

3.7 LinkedList的迭代器

在LinkedList中除了有一个Node的内部类外，应该还能看到另外两个内部类，那就是ListItr，还有一个是DescendingIterator内部类

/*这个类，还是调用的ListItr，作用是封装一下Itr中几个方法，让使用者以正常的思维去写代码，
例如，在从后往前遍历的时候，也是跟从前往后遍历一样，使用next等操作，而不用使用特殊的previous。
*/private class DescendingIterator implements Iterator<e> {
    private final ListItr itr = new ListItr(size());
    public boolean hasNext() {
        return itr.hasPrevious();
    }
    public E next() {
        return itr.previous();
    }
    public void remove() {
        itr.remove();
    }}</e>

4、总结

• linkedList本质上是一个双向链表，通过一个Node内部类实现的这种链表结构。linkedList能存储null值
• 跟ArrayList相比较，就真正的知道了，LinkedList在删除和增加等操作上性能好，而ArrayList在查询的性能上好，从源码中看，它不存在容量不足的情况
• linkedList不光能够向前迭代，还能像后迭代，并且在迭代的过程中，可以修改值、添加值、还能移除值
• linkedList不光能当链表，还能当队列使用，这个就是因为实现了Deque接口

四、List总结

1、ArrayList和LinkedList区别

• ArrayList底层是用数组实现的顺序表，是随机存取类型，可自动扩增，并且在初始化时，数组的长度是0，只有在增加元素时，长度才会增加。默认是10，不能无限扩增，有上限，在查询操作的时候性能更好
• LinkedList底层是用链表来实现的，是一个双向链表，注意这里不是双向循环链表,顺序存取类型。在源码中，似乎没有元素个数的限制。应该能无限增加下去，直到内存满了在进行删除，增加操作时性能更好。

两个都是线程不安全的，在iterator时，会发生fail-fast：快速失效。

2. Der Unterschied zwischen ArrayList und Vector

• ArrayList ist Thread-unsicher. Bei Verwendung von Iterator tritt Fail-Fast auf.
• Vector ist Thread-sicher, da das Schlüsselwort Synchronized vor der Methode hinzugefügt wird auftreten

3, der Unterschied und die Situationserklärung zwischen ausfallsicher und ausfallsicher

Alle Sammlungen unter java.util sind ausfallsicher, während alle Sammlungen unter java.util.concurrent ausfallsicher sind

• Fail-Fast
  Wenn beispielsweise ein Iterator zum Durchlaufen von ArrayList verwendet wird, ändert ein anderer Thread das Speicherarray von ArrayList, z. B. Hinzufügen, Löschen usw., was zu strukturellen Änderungen führt, sodass der Iterator schnell ist eine java.util.ConcurrentModificationException-Ausnahme (Ausnahme bei gleichzeitiger Änderung), bei der es sich um einen schnellen Fehlerjava.util.ConcurrentModificationException异常（并发修改异常），这就是快速失败
• fail-safe
  安全失败，在java.util.concurrent下的类，都是线程安全的类，他们在迭代的过程中，如果有线程进行结构的改变，不会报异常，而是正常遍历，这就是安全失败
• 为什么在java.util.concurrent包下对集合有结构的改变却不会报异常？
  在concurrent下的集合类增加元素的时候使用Arrays.copyOf()来拷贝副本，在副本上增加元素，如果有其他线程在此改变了集合的结构，那也是在副本上的改变，而不是影响到原集合，迭代器还是照常遍历，遍历完之后，改变原引用指向副本，所以总的一句话就是如果在此包下的类进行增加删除，就会出现一个副本。所以能防止fail-fast，这种机制并不会出错，所以我们叫这种现象为fail-safe
• vector也是线程安全的，为什么是fail-fast呢？
  出现fail-safe是因为他们在实现增删的底层机制不一样，就像上面说的，会有一个副本，而像arrayList、linekdList、verctor等他们底层就是对着真正的引用进行操作，所以才会发生异常

4、为什么现在都不提倡使用Vector

• vector实现线程安全的方法是在每个操作方法上加锁，这些锁并不是必须要的，在实际开发中，一般都是通过锁一系列的操作来实现线程安全，也就是说将需要同步的资源放一起加锁来保证线程安全
• 如果多个Thread并发执行一个已经加锁的方法，但是在该方法中，又有Vector的存在，Vector
  本身实现中已经加锁了，那么相当于锁上又加锁，会造成额外的开销
• Vector还有fail-fast的问题，也就是说它也无法保证遍历安全，在 遍历时又得额外加锁，又是额外的开销，还不如直接用arrayList，然后再加锁

总结：Vector在你不需要进行线程安全的时候，也会给你加锁，也就导致了额外开销，所以在jdk1.5之后就被弃用了，现在如果要用到线程安全的集合，都是从java.util.concurrent包下去拿相应的类。

五、HashMap分析

1、HashMap介绍

1.1 Java8以前的HashMap

通过key、value封装成一个entry对象，然后通过key的值来计算该entry的hash值，通过entry的hash 值和数组的长度length来计算出entry放在数组中的哪个位置上面，每次存放都是将entry放在第一个位置。

HashMap实现了Map接口，即允许放入key为null的元素，也允许插入value为null的元素；除该类未实现同步外，其余跟Hashtableausfallsicher

sicheren Fehler unter java.util.concurrent handelt Wenn ein Thread während des Iterationsprozesses die Struktur ändert, wird keine Ausnahme gemeldet, aber der Durchlauf ist normal. Warum ist es im Paket java.util.concurrent? Wird bei einer strukturellen Änderung der Sammlung keine Ausnahme gemeldet?

Wenn Sie Elemente zur gleichzeitigen Sammlungsklasse hinzufügen, kopieren Sie die Kopie mit Arrays.copyOf() und fügen Sie der Kopie Elemente hinzu. Wenn andere Threads die Struktur der Sammlung hier ändern, wird dies auch der Fall sein Änderungen auf die Kopie hat keinen Einfluss auf die ursprüngliche Sammlung. Nach dem Durchlauf wird die ursprüngliche Referenz geändert, um auf die Kopie zu verweisen wird erscheinen. Damit dieser Mechanismus nicht fehlschlägt, nennen wir dieses Phänomen „Fail-Safe“. Warum ist der Vektor auch „Fail-Fast“? 🎜🎜 Der Grund, warum Fail-Safe angezeigt wird, liegt darin, dass sie über unterschiedliche zugrunde liegende Mechanismen zum Implementieren von Hinzufügungen und Löschungen verfügen. Wie oben erwähnt, gibt es eine Kopie, während die unterste Ebene von arrayList, linekdList, verctor usw. mit echten Referenzen arbeitet. Deshalb wird eine Ausnahme auftreten🎜🎜🎜4. Warum wird die Verwendung von Vector jetzt nicht empfohlen? Die Art und Weise, wie Vector die Thread-Sicherheit erreicht, besteht darin, Sperren zu jeder Operationsmethode hinzuzufügen. In der tatsächlichen Entwicklung sind sie nicht erforderlich Im Allgemeinen wird die Thread-Sicherheit durch das Sperren einer Reihe von Vorgängen erreicht, d. h. durch das Sperren von Ressourcen, die miteinander synchronisiert werden müssen, um die Thread-Sicherheit sicherzustellen Von Vector wurde Vector🎜 in seiner eigenen Implementierung gesperrt, daher entspricht es dem Sperren und erneuten Sperren, was zusätzlichen Overhead verursacht. Vector weist außerdem ein Fail-Fast-Problem auf, was bedeutet, dass beim Durchlaufen keine Durchlaufsicherheit gewährleistet werden kann , Sie müssen zusätzliche Sperren hinzufügen, was zusätzlichen Aufwand bedeutet. Es ist besser, arrayList direkt zu verwenden und dann erneut zu sperren. 🎜🎜🎜Zusammenfassung: Vector sperrt Sie auch, wenn Sie nicht threadsicher sein müssen, was dazu führt verursachte zusätzlichen Overhead und wurde daher nach jdk1.5 nicht mehr unterstützt. Wenn Sie nun threadsichere Sammlungen verwenden möchten, erhalten Sie die entsprechende Klasse aus dem Paket java.util.concurrent. 5. HashMap-Analyse 🎜 1. Einführung in HashMap 🎜 Der Hashwert des Eintrags und die Länge des Arrays werden verwendet, um zu berechnen, wo der Eintrag im Array platziert wird. Bei jeder Speicherung wird der Eintrag an der ersten Position platziert. 🎜🎜🎜HashMap implementiert die Map-Schnittstelle, die das Einfügen von Elementen mit key und null sowie das Einfügen von value ermöglicht null-Elemente; außer dass diese Klasse keine Synchronisierung implementiert, der Rest ist im Gegensatz zu TreeMap ungefähr derselbe, dieser Container garantiert nicht die Reihenfolge der Elemente Der Container kann die Elemente nach Bedarf erneut hashen. Die Reihenfolge der Elemente wird ebenfalls neu gemischt, sodass die Reihenfolge der Iteration derselben HashMap zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich sein kann. Abhängig davon, wie mit Konflikten umgegangen wird, gibt es zwei Möglichkeiten, eine Hash-Tabelle zu implementieren: eine ist die offene Adressierungsmethode (Offene Adressierung) und die andere ist die Konflikt-Linked-List-Methode (Separate Verkettung mit verknüpften Listen). 🎜Java7 HashMap verwendet die Konflikt-Linked-List-Methode🎜. 🎜🎜🎜🎜<h3>1.2 Java8后的HashMap</h3> <p>Java8 对 HashMap 进行了一些修改，最大的不同就是利用了红黑树，所以其由 <strong>数组+链表+红黑树</strong> 组成。根据 <strong>Java7 HashMap</strong> 的介绍，我们知道，查找的时候，根据 hash 值我们能够快速定位到数组的具体下标，但是之后的话，需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决于链表的长度为 O(n)。为了降低这部分的开销，在 <strong>Java8</strong> 中，当链表中的元素达到了 8 个时，会将链表转换为<strong>红黑树</strong>，在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 <strong>O(logN)</strong>。<br><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/372440d1cd5b8430afacedde66d82370-8.png" alt="Detaillierte Analyse des Java-Sammlungsframeworks"></p> <p>Java7 中使用 Entry 来代表每个 HashMap 中的数据节点，Java8 中使用 Node，基本没有区别，都是 key，value，hash 和 next 这四个属性，不过，Node 只能用于链表的情况，红黑树的情况需要使用 TreeNode</p> <h2>2、Java8 HashMap源码分析</h2> <h3>2.1 继承结构与层次</h3> <pre class="brush:php;toolbar:false">public class HashMap&lt;k&gt; extends AbstractMap&lt;k&gt;     implements Map&lt;k&gt;, Cloneable, Serializable&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;</pre> <p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/372440d1cd5b8430afacedde66d82370-9.png" alt="Detaillierte Analyse des Java-Sammlungsframeworks"></p> <h3>2.2 属性</h3> <pre class="brush:php;toolbar:false">//序列号private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; //默认的初始容量static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 [] table; //存放具体元素的集transient Set&lt;map.entry&gt;&gt; entrySet; //存放元素的个数，注意这个不等于数组的长度transient int size; //每次扩容和更改map结构的计数器transient int modCount; //临界值，当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时，会进行扩容int threshold; //填充因子,计算HashMap的实时装载因子的方法为：size/capacityfinal float loadFactor;&lt;/map.entry&gt;</pre> <h3>2.3 构造方法</h3> <pre class="brush:php;toolbar:false">public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {     // 初始容量不能小于0，否则报错     if (initialCapacity  MAXIMUM_CAPACITY)         initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;     //填充因子不能小于或等于0，不能为非数字     if (loadFactor &gt;&gt; 1;     n |= n &gt;&gt;&gt; 2;     n |= n &gt;&gt;&gt; 4;     n |= n &gt;&gt;&gt; 8;     n |= n &gt;&gt;&gt; 16;     return (n = MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;}/**  * 自定义初始容量，加载因子为默认  */public HashMap(int initialCapacity) {     this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}/**  * 使用默认的加载因子等字段  */public HashMap() {     this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}public HashMap(Map extends K, ? extends V&gt; m) {     //初始化填充因子     this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;     //将m中的所有元素添加至HashMap中     putMapEntries(m, false);}//将m的所有元素存入该实例final void putMapEntries(Map extends K, ? extends V&gt; m, boolean evict) {     int s = m.size();     if (s &gt; 0) {         //判断table是否已经初始化         if (table == null) { // pre-size             //未初始化，s为m的实际元素个数             float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;             int t = ((ft  threshold)                 threshold = tableSizeFor(t);         }         else if (s &gt; threshold)             resize();         //将m中的所有元素添加至HashMap中         for (Map.Entry extends K, ? extends V&gt; e : m.entrySet()) {             K key = e.getKey();             V value = e.getValue();             putVal(hash(key), key, value, false, evict);         }     }}</pre> <h3>2.4 核心方法</h3> <p><strong>put()方法</strong></p> <p>先计算key的hash值，然后根据hash值搜索在table数组中的索引位置，如果table数组在该位置处有元素，则查找是否存在相同的key，若存在则覆盖原来key的value，否则将该元素保存在链表尾部，注意JDK1.7中采用的是头插法，即每次都将冲突的键值对放置在链表头，这样最初的那个键值对最终就会成为链尾，而JDK1.8中使用的是尾插法。此外，若table在该处没有元素，则直接保存。</p> <pre class="brush:php;toolbar:false">public V put(K key, V value) {     return putVal(hash(key), key, value, false, true);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,                boolean evict) {     Node&lt;k&gt;[] tab; Node&lt;k&gt; p; int n, i;     //第一次put元素时，table数组为空，先调用resize生成一个指定容量的数组     if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)         n = (tab = resize()).length;     //hash值和n-1的与运算结果为桶的位置，如果该位置空就直接放置一个Node     if ((p = tab[i = (n - 1) &amp; hash]) == null)         tab[i] = newNode(hash, key, value, null);     //如果计算出的bucket不空，即发生哈希冲突，就要进一步判断     else {         Node&lt;k&gt; e; K k;         //判断当前Node的key与要put的key是否相等         if (p.hash == hash &amp;&amp;             ((k = p.key) == key || (key != null &amp;&amp; key.equals(k))))             e = p;         //判断当前Node是否是红黑树的节点         else if (p instanceof TreeNode)             e = ((TreeNode&lt;k&gt;)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);         //以上都不是，说明要new一个Node，加入到链表中         else {             for (int binCount = 0; ; ++binCount) {               //在链表尾部插入新节点，注意jdk1.8是在链表尾部插入新节点                 if ((e = p.next) == null) {                     p.next = newNode(hash, key, value, null);                     // 如果当前链表中的元素大于树化的阈值，进行链表转树的操作                     if (binCount &gt;= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                         treeifyBin(tab, hash);                     break;                 }                 //在链表中继续判断是否已经存在完全相同的key                 if (e.hash == hash &amp;&amp;                     ((k = e.key) == key || (key != null &amp;&amp; key.equals(k))))                     break;                 p = e;             }         }         //走到这里，说明本次put是更新一个已存在的键值对的value         if (e != null) { // existing mapping for key             V oldValue = e.value;             if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)                 e.value = value;             //在hashMap中，afterNodeAccess方法体为空，交给子类去实现             afterNodeAccess(e);             return oldValue;         }     }     ++modCount;     //如果当前size超过临界值，就扩容。注意是先插入节点再扩容     if (++size &gt; threshold)         resize();     //在hashMap中，afterNodeInsertion方法体为空，交给子类去实现     afterNodeInsertion(evict);     return null;}&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;</pre> <p><strong>resize() 数组扩容</strong></p> <p>用于初始化数组或数组扩容，每次扩容后，容量为原来的 2 倍，并进行数据迁移</p> <pre class="brush:php;toolbar:false">final Node&lt;k&gt;[] resize() {     Node&lt;k&gt;[] oldTab = table;     int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;     int oldThr = threshold;     int newCap, newThr = 0;     if (oldCap &gt; 0) { // 对应数组扩容         if (oldCap &gt;= MAXIMUM_CAPACITY) {             threshold = Integer.MAX_VALUE;             return oldTab;         }         // 将数组大小扩大一倍         else if ((newCap = oldCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)             // 将阈值扩大一倍             newThr = oldThr  0) // 对应使用 new HashMap(int initialCapacity) 初始化后，第一次 put 的时候         newCap = oldThr;     else {// 对应使用 new HashMap() 初始化后，第一次 put 的时候         newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;         newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);     }     if (newThr == 0) {         float ft = (float)newCap * loadFactor;         newThr = (newCap [] newTab = (Node&lt;k&gt;[])new Node[newCap];     table = newTab; // 如果是初始化数组，到这里就结束了，返回 newTab 即可     if (oldTab != null) {         // 开始遍历原数组，进行数据迁移。         for (int j = 0; j  e;             if ((e = oldTab[j]) != null) {                 oldTab[j] = null;                 // 如果该数组位置上只有单个元素，那就简单了，简单迁移这个元素就可以了                 if (e.next == null)                     newTab[e.hash &amp; (newCap - 1)] = e;                 // 如果是红黑树，具体我们就不展开了                 else if (e instanceof TreeNode)                     ((TreeNode&lt;k&gt;)e).split(this, newTab, j, oldCap);                 else {                      // 这块是处理链表的情况，                     // 需要将此链表拆成两个链表，放到新的数组中，并且保留原来的先后顺序                     // loHead、loTail 对应一条链表，hiHead、hiTail 对应另一条链表，代码还是比较简单的                     Node&lt;k&gt; loHead = null, loTail = null;                     Node&lt;k&gt; hiHead = null, hiTail = null;                     Node&lt;k&gt; next;                     do {                         next = e.next;                         if ((e.hash &amp; oldCap) == 0) {                             if (loTail == null)                                 loHead = e;                             else                                 loTail.next = e;                             loTail = e;                         }                         else {                             if (hiTail == null)                                 hiHead = e;                             else                                 hiTail.next = e;                             hiTail = e;                         }                     } while ((e = next) != null);                     if (loTail != null) {                         loTail.next = null;                         // 第一条链表                         newTab[j] = loHead;                     }                     if (hiTail != null) {                         hiTail.next = null;                         // 第二条链表的新的位置是 j + oldCap，这个很好理解                         newTab[j + oldCap] = hiHead;                     }                 }             }         }     }     return newTab;}&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;</pre> <p><strong>get()过程</strong></p> <pre class="brush:php;toolbar:false">public V get(Object key) {     Node&lt;k&gt; e;     return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;}final Node&lt;k&gt; getNode(int hash, Object key) {     Node&lt;k&gt;[] tab; Node&lt;k&gt; first, e; int n; K k;     if ((tab = table) != null &amp;&amp; (n = tab.length) &gt; 0 &amp;&amp;         (first = tab[(n - 1) &amp; hash]) != null) {         // 判断第一个节点是不是就是需要的         if (first.hash == hash &amp;&amp; // always check first node             ((k = first.key) == key || (key != null &amp;&amp; key.equals(k))))             return first;         if ((e = first.next) != null) {             // 判断是否是红黑树             if (first instanceof TreeNode)                 return ((TreeNode&lt;k&gt;)first).getTreeNode(hash, key);             // 链表遍历             do {                 if (e.hash == hash &amp;&amp;                     ((k = e.key) == key || (key != null &amp;&amp; key.equals(k))))                     return e;             } while ((e = e.next) != null);         }     }     return null;}&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;&lt;/k&gt;</pre> <h3>2.5 其他方法</h3> <p>HashSet是对HashMap的简单包装，其他还有迭代器等</p> <h2>3、总结</h2> <p>关于数组扩容，从putVal源代码中我们可以知道，当插入一个元素的时候size就加1，若size大于threshold的时候，就会进行扩容。假设我们的capacity大小为32，loadFator为0.75，则threshold为24 = 32 * 0.75，此时，插入了25个元素，并且插入的这25个元素都在同一个桶中，桶中的数据结构为红黑树，则还有31个桶是空的，也会进行扩容处理，其实此时，还有31个桶是空的，好像似乎不需要进行扩容处理，但是是需要扩容处理的，因为此时我们的capacity大小可能不适当。我们前面知道，扩容处理会遍历所有的元素，时间复杂度很高；前面我们还知道，经过一次扩容处理后，元素会更加均匀的分布在各个桶中，会提升访问效率。所以说尽量避免进行扩容处理，也就意味着，遍历元素所带来的坏处大于元素在桶中均匀分布所带来的好处。</p> <ul> <li>HashMap在JDK1.8以前是一个链表散列这样一个数据结构，而在JDK1.8以后是一个数组加链表加红黑树的数据结构</li> <li>通过源码的学习，HashMap是一个能快速通过key获取到value值得一个集合，原因是内部使用的是hash查找值得方法</li> </ul> <p>另外LinkedHashMap是HashMap的直接子类，<strong>二者唯一的区别是LinkedHashMap在HashMap的基础上，采用双向链表(doubly-linked list)的形式将所有</strong><code>**entry**连接起来，这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同

六、Collections工具类

1、概述

此类完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。它包含在 collection 上操作的多态算法，即“包装器”，包装器返回由指定 collection 支持的新 collection，以及少数其他内容。如果为此类的方法所提供的 collection 或类对象为 null，则这些方法都将抛出NullPointerException

2、排序常用方法

//反转列表中元素的顺序
static void reverse(List> list)
//对List集合元素进行随机排序
static void shuffle(List> list)
//根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序
static void sort(List<t> list)
//根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序
static <t> void sort(List<t> list, Comparator super T> c)
//在指定List的指定位置i,j处交换元素
static void swap(List> list, int i, int j)
//当distance为正数时，将List集合的后distance个元素“整体”移到前面；当distance为负数时，将list集合的前distance个元素“整体”移到后边。该方法不会改变集合的长度
static void rotate(List> list, int distance)</t></t></t>

3、查找、替换操作

//使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象在List集合中的索引
//注意：此前必须保证List集合中的元素已经处于有序状态
static <t> int binarySearch(List extends Comparable super T>>list, T key)
//根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最大元素
static Object max(Collection coll)
//根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最大元素
static Object max(Collection coll,Comparator comp):
//根据元素的自然顺序，返回给定collection 的最小元素
static Object min(Collection coll):
//根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最小元素
static Object min(Collection coll,Comparator comp):
//使用指定元素替换指定列表中的所有元素
static <t> void fill(List super T> list,T obj)
//返回指定co1lection中等于指定对象的出现次数
static int frequency(collection>c,object o)
//返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回-1
static int indexofsubList(List>source, List>target)
//返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置；如果没有出现这样的列表，则返回-1
static int lastIndexofsubList(List>source,List>target)
//使用一个新值替换List对象的所有旧值o1dval
static <t> boolean replaceA1l(list<t> list,T oldval,T newval)</t></t></t></t>

4、同步控制

Collectons提供了多个synchronizedXxx()方法，该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合，从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。正如前面介绍的HashSet，TreeSet，arrayList，LinkedList，HashMap，TreeMap都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。

//返回指定 Collection 支持的同步（线程安全的）collection
static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c)
//返回指定列表支持的同步（线程安全的）列表
static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)
//返回由指定映射支持的同步（线程安全的）映射
static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)
//返回指定 set 支持的同步（线程安全的）set
static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)

5、Collection设置不可变集合

//返回一个空的、不可变的集合对象，此处的集合既可以是List，也可以是Set，还可以是Map。
emptyXxx()
//返回一个只包含指定对象（只有一个或一个元素）的不可变的集合对象，此处的集合可以是：List，Set，Map。
singletonXxx():
//返回指定集合对象的不可变视图，此处的集合可以是：List，Set，Map
unmodifiableXxx()

推荐学习：《java教程》

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDetaillierte Analyse des Java-Sammlungsframeworks. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!