集合框架

Java集合框架提供了数据持有对象的方式，提供了对数据集合的操作。Java集合框架位于java.util包下，主要有三个大类：Collection、Map接口以及对集合进行操作的工具类。

Collection

集合 - 图1

  • List
    • ArrayList：线程不同步。默认初始容量为10，当数组大小不足时增长率为当前长度的50%。
    • Vector：线程同步。默认初始容量为10，当数组大小不足时增长率为当前长度的100%。它的同步是通过Iterator方法加synchronized实现的。
    • Stack：线程同步。继承自Vector，添加了几个方法来完成栈的功能。
    • LinkedList：线程不同步。双端队列形式。
  • Set：Set是一种不包含重复元素的Collection，Set最多只有一个null元素。
    • HashSet：线程不同步，内部使用HashMap进行数据存储，提供的方法基本都是调用HashMap的方法，所以两者本质是一样的。集合元素可以为NULL。
    • NavigableSet：添加了搜索功能，可以对给定元素进行搜索：小于、小于等于、大于、大于等于，放回一个符合条件的最接近给定元素的 key。
    • TreeSet：线程不同步，内部使用NavigableMap操作。默认元素“自然顺序”排列，可以通过Comparator改变排序。
    • EnumSet：线程不同步。内部使用Enum数组实现，速度比HashSet快。只能存储在构造函数传入的枚举类的枚举值。

Map

集合 - 图2

  • HashMap：线程不同步。根据key的hashcode进行存储，内部使用静态内部类Node的数组进行存储，默认初始大小为16，每次扩大一倍。当发生Hash冲突时，采用拉链法（链表）。可以接受为null的键值(key)和值(value)。JDK 1.8中：当单个桶中元素个数大于等于8时，链表实现改为红黑树实现；当元素个数小于6时，变回链表实现。由此来防止hashCode攻击。
  • LinkedHashMap：保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的. 也可以在构造时用带参数，按照应用次数排序。在遍历的时候会比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关，和容量无关，而HashMap的遍历速度和他的容量有关。
  • TreeMap：线程不同步，基于 红黑树*- （Red-Black tree）的NavigableMap 实现，能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。**
  • HashTable：线程安全，HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器。HashTable不能存储NULL的key和value。
  • ConcurrentHashmap：支持并发操作的 Hash 表，ConcurrentHashmap 具有和 HashTable 同样的功能，并且具有相应的方法。即使所有操作都是线程安全的，但是并不需要进行加锁。

工具类

  • Collections、Arrays：集合类的一个工具类\/帮助类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。
  • Comparable、Comparator：一般是用于对象的比较来实现排序，两者略有区别。
    • 类设计者没有考虑到比较问题而没有实现Comparable接口。这是我们就可以通过使用Comparator，这种情况下，我们是不需要改变对象的。
    • 一个集合中，我们可能需要有多重的排序标准，这时候如果使用Comparable就有些捉襟见肘了，可以自己继承Comparator提供多种标准的比较器进行排序。