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Java集合總結大全--史上最強

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Java集合總結大全

List介面與介面實現類

有序、不唯一

  • ArrayList
  • 內部是通過陣列實現的,允許對元素進行快速隨機訪問。
  • 當陣列大小不滿足時需要增加儲存能力,就要將已經有陣列的資料複製到新的儲存空間中。
  • 適合隨機查詢和遍歷,不適合插入和刪除。當從 ArrayList 的中間位置插入或者刪除元素時,需要對陣列進行復制、移動、代價比較高。
  • LinkedList
  • LinkedList 是用連結串列結構儲存資料的。
  • 很適合資料的動態插入和刪除,隨機訪問和遍歷速度比較慢。
  • 有List 介面中沒有定義的方法,專門用於操作表頭和表尾元素,可以當作堆疊、佇列和雙向佇列使用。
  • Vector(執行緒安全)
  • 通過陣列實現的。
  • 預設情況下 Vector 每次擴容時容量都會翻倍.
  • 支援執行緒的同步,即某一時刻只有一個執行緒能夠寫 Vector,避免多執行緒同時寫而引起的不一致性,但實現同步需要很高的花費,因此,訪問它比訪問 ArrayList 慢 。
  • CopyOnWriteArrayList
  • 寫操作在一個複製的陣列上進行,讀操作還是在原始陣列中進行,讀寫分離,互不影響。
  • 寫操作需要加鎖,防止併發寫入時導致寫入資料丟失。
  • 寫操作結束之後需要把原始陣列指向新的複製陣列。
  • 在寫操作的同時允許讀操作,大大提高了讀操作的效能,因此很適合讀多寫少的應用場景。
  • 記憶體佔用:在寫操作時需要複製一個新的陣列,使得記憶體佔用為原來的兩倍左右
  • 資料不一致:讀操作不能讀取實時性的資料,因為部分寫操作的資料還未同步到讀陣列中。

Set介面與介面實現類

無序、不可重複

  • HashSet
  • 雜湊表邊存放的是雜湊值。
  • HashSet這個類實現了Set集合,實際為一個HashMap的例項。
  • HashSet 儲存元素的順序並不是按照存入時的順序。而是按照雜湊值來存的所以取資料也是按照雜湊值取得。元素的雜湊值是通過元素的hashcode 方法來獲取的, HashSet 首先判斷兩個元素的雜湊值,如果雜湊值一樣(雜湊衝突
    ,也叫雜湊碰撞),接著會比較equals 方法 如果 equls 結果為 true,HashSet 就視為同一個元素。如果 equals 為 false 就不是同一個元素。HashSet 通過 hashCode 值來確定元素在記憶體中的位置。 一個 hashCode 位置上可以存放多個元素。
  • LinkedHashSet
  • 能保證怎麼存就怎麼取的set集合物件。
  • LinkedHashSet是一個雜湊表和連結串列的結合,且是一個雙向連結串列。
  • LinkedHashSet 底層使用 LinkedHashMap 來儲存所有元素。
  • 繼承與 HashSet,其所有的方法操作上又與 HashSet 相同
  • TreeSet
  • TreeSet是使用二叉樹的原理對新新增的物件按照指定的順序排序(升序、降序),每增加一個物件都會進行排序,將物件插入的二叉樹指定的位置。
  • Integer 和 String 物件都可以進行預設的 TreeSet 排序,而自定義類的物件是不可以的, 自己定義的類必須實現 Comparable 介面,並且覆寫相應的 compareTo()函式,才可以正常使用。
  • 在覆寫 compare()函式時,要返回相應的值才能使 TreeSet 按照一定的規則來排序。
  • 比較此物件與指定物件的順序。如果該物件小於、等於或大於指定物件,則分別返回負整數、零或正整數。

Map介面與介面實現類

不能包含重複的鍵、每個鍵最多隻能對映到一個值

  • LinkedHashMap
  • 迭代順序可以是插入順序
  • Key和Value都允許空,Key重複會覆蓋、Value允許重複。
  • LinkedHashMap 是 HashMap 的一個子類,儲存了記錄的插入順序,在用 Iterator 遍歷
  • LinkedHashMap 時,先得到的記錄肯定是先插入的,也可以在構造時帶引數,按照訪問次序排序。
  • HashMap
  • HashMap 根據鍵的 hashCode 值儲存資料,大多數情況下可以直接定位到它的值,因而具有很快的訪問速度,但遍歷順序卻是不確定的。
  • HashMap 最多隻允許一條記錄的鍵為 null,允許多條記錄的值為 null。
  • HashMap 非執行緒安全,即任一時刻可以有多個執行緒同時寫 HashMap,可能會導致資料的不一致。
  • 如果需要滿足執行緒安全,可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使
    HashMap 具有執行緒安全的能力,或者使用 ConcurrentHashMap。
  • TreeMap
  • TreeMap 實現 SortedMap 介面,能夠把它儲存的記錄根據鍵排序,預設是按鍵值的升序排序,也可以指定排序的比較器,當用 Iterator 遍歷 TreeMap 時,得到的記錄是排過序的。如果使用排序的對映,建議使用 TreeMap。
  • key 必須實現 Comparable 介面或者在構造 TreeMap 傳入自定義的Comparator,否則會在執行時丟擲 java.lang.ClassCastException 型別的異常。
  • Hashtable(執行緒安全)
  • Hashtable 是遺留類,很多對映的常用功能與 HashMap 類似,
  • 承自 Dictionary 類
  • 是執行緒安全的,任一時間只有一個執行緒能寫 Hashtable。
  • 併發性不如 ConcurrentHashMap,因為 ConcurrentHashMap 引入了分段鎖。 Hashtable 不建議在新程式碼中使用,不需要執行緒安全的場合可以用 HashMap 替換,需要執行緒安全的場合可以用 ConcurrentHashMap 替換
  • ConcurrentHashMap 執行緒安全(Segment 繼承 ReentrantLock 加鎖)
  • ConcurrentHashMap 和 HashMap 思路是差不多的,
  • 支援併發操作。
  • 整個 ConcurrentHashMap 由一個個 Segment 組成, Segment 代表”部分“或”一段“的意思,所以很多地方都會將其描述為分段鎖。注意,行文中,我很多地方用了“槽”來代表一個segment。

執行緒安全處理方法

//Collections.synchronized***()

List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> synList = Collections.synchronizedList(list);

Map<String,String> map = new HashMap<>();
Map<String,String> synMap = Collections.synchronizedMap(map);

Set<String> set = new HashSet<>();
Set<String> synset = Collections.synchronizedSet(set);

ArrayList、LinkedList和Vector的區別

  • ArrayList: 可以看作是能夠自動增長容量的陣列。
  • ArrayList底層的實現是Array, 陣列擴容實現。
  • ArrayList根據下標查詢快,但是根據值查資料速度和LinkList一樣。
  • ArrayList執行緒不安全,效率高
  • LinkList是一個雙鏈表,在新增和刪除元素時具有比ArrayList更好的效能。
  • LinkList執行緒不安全,效率高
  • Vector底層資料結構是陣列,查詢快,增刪慢。
  • Vector執行緒安全,效率低

HashMap和HashTable的區別

  • HashMap是執行緒不安全的,所以效率遠遠高於Hashtable,當需要多執行緒操作的時候可以使用執行緒安全的ConcurrentHashMap,ConcurrentHashMap雖然也是執行緒安全的,但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因為ConcurrentHashMap使用了分段鎖,並不對整個資料進行鎖定。
  • HashMap:key可以為null,但是這樣的key只能有一個,因為必須保證key的唯一性可以有多個key值對應的value為null。
  • Hashtable是執行緒安全的,它的每個方法上都有synchronized 關鍵字。
  • Hashtable:key和value都不能為null。

List、Set、Map三者的區別

  • List:有序、不唯一
  • Set :無序、唯一
  • Map:不能包含重複的鍵、每個鍵最多隻能對映到一個值、元素儲存循序是無序的、以鍵值對儲存資料