[JUC] 2 Java 集合容器

Java 中的容器主要可以分为四个大类，分别是 List、Map、Set 和 Queue。其中又可以分为 同步容器 和 并发容器，那么除了这两类容器外，剩下我们可以把它归类为 集合容器（暂且这么分类）。今天我们就来简单复习下 Java 中的集合类。

Java 中的集合包括三大类，它们是 Set（集）、List（列表）和 Map（映射），它们都处于 java.util 包中，Set、List 和 Map 都是接口，它们有各自的实现类。

Collection 是最基本的集合接口，声明了适用于 Java 集合的通用方法，list 和 set 都继承自 Collection 接口。

Collection接口的方法

• boolean add(Object o)：向集合中加入一个对象的引用
• void clear()：删除集合中所有的对象，即不再持有这些对象的引用
• boolean isEmpty()：判断集合是否为空
• boolean contains(Object o)：判断集合中是否持有特定对象的引用
• Iterartor iterator()：返回一个 Iterator 对象，可以用来遍历集合中的元素
• boolean remove(Object o)：从集合中删除一个对象的引用
• int size()：返回集合中元素的数目
• Object[] toArray()：返回一个数组，该数组中包括集合中的所有元素

关于：Iterator() 和 toArray() 方法都用于集合的所有的元素，前者返回一个 Iterator 对象，后者返回一个包含集合中所有元素的数组。Collection 没有 get() 方法来取得某个元素。只能通过 iterator()遍历元素。

Iterator 接口声明了如下方法

• hasNext()：判断集合中元素是否遍历完毕，如果没有，就返回 true
• next() ：返回下一个元素
• remove()：从集合中删除上一个有 next() 方法返回的元素

List、Set、Map 的区别

结构特点

• List 和 Set 是存储单列数据的集合，Map 是存储键值对这样的双列数据的集合；
• List 中存储的数据是有顺序的，并且值允许重复；
• Set 中存储的数据是无顺序的，并且不允许重复，但元素在集合中的位置是由元素的 hashcode 决定，即位置是固定的（Set 集合是根据 hashcode 来进行数据存储的，所以位置是固定的，但是这个位置不是用户可以控制的，所以对于用户来说 set 中的元素还是无序的）。
• Map 中存储的数据是无序的，它的键是不允许重复的，但是值是允许重复的；

实现类

List 接口有三个实现类

• ArrayList 基于数组实现，非线程安全，效率高，增删慢，查找快；
• LinkedList 基于链表实现，链表内存是散列的，增删快，查找慢；
• Vector 基于数组实现，线程安全，效率低，增删慢，查找慢；

适用场景：

当需要对数据进行多次访问的情况下选用 ArrayList；当需要对数据进行多次增加删除修改时采用 LinkedList；如果考虑到线程的安全因素，则用 Vector。

Set 接口有两个实现类：

• HashSet 底层是由 HashMap 实现，不允许集合中有重复的值，使用该方式时需要重写 equals() 和 hashCode() 方法；
• LinkedHashSet 继承于 HashSet，同时又基于 LinkedHashMap 来进行实现，底层使用的是 LinkedHashMap；

适用场景：

HashSet 是基于哈希算法实现的，其性能通常都优于 TreeSet，存取速度快；在我们需要排序的功能时，我们才使用 TreeSet。

Map 接口有四个实现类

• HashMap 基于哈希表的 Map 接口实现，非线程安全，高效，支持 null 值和 null 键；
• HashTable 线程安全，低效，不支持 null 值和 null 键；
• LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，先插入的先遍历到；
• SortMap 接口，其实现类是 TreeMap（非线程安全基于红黑树实现），能够把它保存的记录根据键排序，默认是键值的升序排序；

适用场景：

HashTable 线程安全，如果考虑到线程的安全因素，则用 HashTable；HashMap 适用于 Map 中插入、删除和定位元素；Treemap 适用于按自然顺序（按升序遍历）或自定义顺序遍历键 key；LinkedHashMap 保存了记录的插入顺序，先插入的先遍历到。

List、Set、Map 初始容量

初始容量：就是创建时可容纳的默认元素个数。

加载因子：表示某个阀值，用0~1之间的小数来表示，当已有元素占比达到这个阀值后，底层将进行扩容操作。

扩容方式，即指定每次扩容后的大小的规则，比如翻倍等。当底层实现涉及到扩容时，容器或重新分配一段更大的连续内存（如果是离散分配则不需要重新分配，离散分配都是插入新元素时动态分配内存），要将容器原来的数据全部复制到新的内存上，这无疑使效率大大降低。

Class	初始大小	加载因子	扩容倍数	底层实现	Code	是否线程安全	同步方式
ArrayList	10	1	1.5倍	Object数组	int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); ">>"右移符号，所以是除以2，所以新的容量是就的1.5倍 Arrays.copyOf 调用 System.arraycopy 扩充数组	线程不安全	-
Vector	10	1	2倍	Object数组	int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity); capacityIncrement默认为0，所以是加上本身，也就是2*oldCapacity，2倍大小 Arrays.copyOf 调用 System.arraycopy 扩充数组	线程安全	synchronized
HashSet	16	0.75f	2倍	HashMap<E,Object>	add方法实际调用HashMap的方法put	线程不安全	-
HashMap	16	0.75f	2倍	Map.Entry	void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {     if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {         resize(2 * table.length);         hash = (null != key) ? hash(key) : 0;         bucketIndex = indexFor(hash, table.length);     }     createEntry(hash, key, value, bucketIndex); }	线程不安全	-
Hashtable	11	0.75f	2倍+1	Hashtable.Entry数组	int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {     if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)         return;     newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE; }	线程安全	synchronized

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