框架实现修改功能的原理_JAVA集合框架的特点及实现原理简介

1.集合框架总体架构

7875b4946e7fd8781b26423a616a8275.png
2a0df4b817146ac05b5e1ac2d25d7117.png
  • 集合大致分为Set、List、Queue、Map四种体系,其中List,Set,Queue继承自Collection接口,Map为独立接口
  • Set的实现类有:HashSet,LinkedHashSet,TreeSet...
  • List下有ArrayList,Vector,LinkedList...
  • Map下有Hashtable,LinkedHashMap,HashMap,TreeMap...

list有序,可重复ArrayList:数组,查询快,增删慢。线程不安全. Vector:数组,查询快,增删慢。线程安全. LinkedList:链表,查询慢,增删快。线程不安全set无序(不严谨),唯一HashSet:无序,唯一,哈希表实现,通过hashCode()和equals()保证唯一。 LinkedHashSet:继承自hashset,底层是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一) TreeSet:底层是红黑树。(唯一,有序)mapKV形式的键值对TreeMap:有序,不是线程安全的。 HashMap:无序,不是线程安全的,HashMap允许null值(key和value都允许) HashTable:无序,线程安全的,不允许null值。

2. Set

Set 接口继承Collection,用于存储不含重复元素的集合。

HashSet

底层是哈希表,当插入元素时,HashSet会调用该对象的hashCode()方法得到hashCode,然后根据hashCode决定该对象在哈希表中的存储位置。 (这里有个问题,如果hashcode不是均匀分布的,而是集中在一个区域,极端情况下,hash表会变成链表)

HashSet去重原理:通过equals()方法比较,且其hashCode()方法返回值也相等。 (可以通过覆写hashCode和equals方法改变其去重规则,进行自定义去重)

f49fd672b745d764f6ff099b933baff3.png

TreeSet

TreeSet底层是红黑树;加入元素时,必须加入同类型的对象,否则会发生ClassCastException异常,因为TreeSet会调用集合元素的compareTo()方法来比较元素之间的大小关系(自然排序)。

compareTo()方法的返回值决定了顺序:

  • -1 表示放在红黑树的左边,即逆序输出;
  • 1 表示放在红黑树的右边,即顺序输出;
  • 0 表示元素相同,仅存放第一个元素自然排序(treeset去重的原理);

其次,TreeSet也可以通过比较器排序。

LinkedHashSet

继承自HashSet,底层是链表和哈希表。

  • 由链表保证元素有序(插入顺序)。
  • 由哈希表保证元素唯一

TreeSet, LinkedHashSet and HashSet 的区别

  • 都实现Set接口,不包含重复元素
  • 都不是线程安全的,如果要使用线程安全可以Collections.synchronizedSet()
  • TreeSet的主要功能用于排序
  • LinkedHashSet的主要功能用于保证FIFO,即有序的集合(先进先出)
  • HashSet只是通用的存储数据的集合
  • 插入速度: HashSet>LinkHashSet>TreeSet(内部实现排序)
  • HashSet不保证顺序,LinkHashSet保证FIFO(先进先出),TreeSet安装内部实现排序,也可以自定义排序规则
  • HashSet和LinkHashSet允许null, (只能有一个null) 但TreeSet中插入null时会报NullPointerException

3. List

list的实现类有ArrayList,Vector,LinkedList...其中ArrayList和Vector很相似,均是以数组作为底层实现,不同之处在于Vector是线程安全的。

50c428d85d0166c15501785b4213274a.png

ArrayList

ArrayList基于数组实现,不是线程安全的,内部维护了一个可变长的对象数组,集合内所有元素存储于这个数组中,并实现该数组长度的动态伸缩。

ArrayList使用数组拷贝来实现指定位置的插入和删除。

LinkedList

LinkedList内部以链表的形式来保存元素,因此随机访问集合时性能较差,但插入,删除元素时性能较好。

LinkedList不仅实现了List接口,还实现了Deque接口,可以被当成双端队列来使用,即可被当成“栈”来使用,也可以当成队列使用。

ArrayList 和LinkedList比较

  • 两者都是List接口的实现类,都不是线程安全。List的另外一个实现类vector是线程安全的。
  • ArrayList是基于动态数组的数据结构,而LinkedList是基于链表的数据结构。
  • 对于随机访问get和set(查询操作),ArrayList要优于LinkedList.(LinkedList要移动指针)
  • 对于增删操作(add和remove),LinkedList优于ArrayList。

4. Map

Map集合用于保存映射关系的数据,Map集合中保存了两组值,一组是 key, 一组是 value。

Map的key不能重复。

key和value之间存在单向一对一的关系, 通过key,能找到唯一确定的value。

Map将key和value封装至一个叫做Entry的对象中,Map中存储的元素实际是Entry。只有在keySet()和values()方法被调用时,Map才会将keySet和values对象实例化。

6943a64ccc87a18479e77486ef28e1a9.png

HashMap

key 是通过hash表来存储,value是通过链表来存储。

HashMap将Entry对象存储在一个数组中,并通过哈希表来实现对Entry的快速访问。 (通过key的哈希值计算Entry在数组中的index,以此访问value) (拉链法,解决hash碰撞)

HashTable

几乎和HashMap一样,都是通过数组存储Entry,以key的哈希值计算Entry在数组中的index,用拉链法解决哈希冲突。二者最大的不同在于, Hashtable是线程安全的,其提供的方法几乎都是同步的。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是HashMap的线程安全版,提供比Hashtable更高效的并发性能。

Hashtable 在进行读写操作时会锁住整个Entry数组,这就导致数据越多性能越差。

ConcurrentHashMap使用分离锁的思路解决并发性能,其将 Entry数组拆分至16个Segment中,以哈希算法决定Entry应该存储在哪个Segment。这样就可以实现在写操作时只对一个Segment 加锁,大幅提升了并发写的性能。

在进行读操作时,ConcurrentHashMap在绝大部分情况下都不需要加锁,其Entry中的value是volatile的,这保证了value被修改时的线程可见性,无需加锁便能实现线程安全的读操作。

ConcurrentHashMap它不能保证读操作的绝对一致性。ConcurrentHashMap保证读操作能获取到已存在Entry的value的最新值,同时也能保证读操作可获取到已完成的写操作的内容,但如果写操作是在创建一个新的Entry,那么在写操作没有完成时,读操作是有可能获取不到这个Entry的。

HashMap和HashTable,ConcurrentHashMap的区别

  • 三者在数据存储层面的机制原理基本一致
  • HashMap不是线程安全的
  • Hashtable是线程安全的,能保证绝对的数据一致性
  • ConcurrentHashMap 也是线程安全的,使用分离锁和volatile等方法极大地提升了读写性能,同时也能保证在绝大部分情况下的数据一致性。但其不能保证绝对的数据一致性,在一个线程向Map中加入Entry的操作没有完全完成之前,其他线程有可能读不到新加入的Entry
  • HashTable不允许使用null作为key和value,如果放入null将引发NullPointerException异常,但HashMap可以使用null作为key或value(只能有一个key为null,可以多个value为null)。
  • 如果在遍历的同时,修改HashTable的大小,容易应发异常。可以用代替,ConcurrentHashMap是HashMap的线程安全版,提供比Hashtable更高效的并发性能

end:如果你觉得本文对你有帮助的话,记得关注点赞转发,你的支持就是我更新动力。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/282041.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

NPM报错终极大法

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 所有的错误基本上都跟node的版本相关 直接删除系统中的node 重新安装 sudo rm -rf /usr/local/{bin/{node,npm},lib/node_modules/npm,lib/node,share/man/*/node.*} 重新安装 $ n lts $ npm install -g npm $ n stable…

自己使用的一个.NET轻量开发结构

三个文件夹,第一个是放置前端部分,第二个是各种支持的类文件,第三个是单元测试文件。Core文件类库放置的是与数据库做交互的文件,以及一些第三方类库,还有与数据库连接的文件1.Lasy.Validator是一个基于Attribute验证器…

英语影视台词---八、the shawshank redemption

英语影视台词---八、the shawshank redemption 一、总结 一句话总结:肖申克的救赎 1、Its funny. On the outside, I was an honest man. Straight as an arrow. I had to come to prison to be a crook.? 这很有趣。 在外面,我是一个诚实的人…

10.python网络编程(socket server 实现并发 part 2)

一、基于tcp的socket通信的基本原理分析。基于tcp的socket通信,主要依靠两个循环,分别是连接循环和通信循环。这个前面的文章有写过,在这里就不再重复了。二、socketserver实现多并发的原理分析。1.server类:2.reques类。类继承关…

如何在一小时内更新100篇文章?-Evernote Sync插件介绍

上一篇“手把手教你制作微信小程序,开源、免费、快速搞定”,已经教会你如何快速制作一个小程序,但作为资讯类小程序,内容不可少,并且还需要及时更新。 但是,如果让你复制粘贴,可能还需要上传图片…

linux awk

grep 文本过滤器sed 流编辑器awk 报告生成器 格式化以后显示awk [option] PATTERN {action} file1 file2awk -F"|" BEGIN{OFS":"} {print $1,$2,$3} test.txt #文本字符串用双引号awk -F"|" BEGIN{OFS":"} {print $1,"jksong&quo…

iOS无线真机调试

为什么80%的码农都做不了架构师?>>> Xcode从9开始 就支持无线真机调试,那么怎么操作呢? 首先用数据线连接你的设备,接下来Xcode- Window-Devices and Simulators 点开之后看到你的设备 默认情况下Connect via networ…

Mybatis中jdbcType和javaType的对应关系

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> Mybatis中jdbcType和javaType的对应关系 1 JDBC Type Java Type 2 CHAR String 3 VARCHAR String 4 LONGVARCHAR String 5 NUMERIC java.math.…

java贪吃蛇

使用双向链表实现贪吃蛇程序 1.链表节点定义: package snake;public class SnakeNode {private int x;private int y;private SnakeNode next;private SnakeNode ahead;public SnakeNode() {}public SnakeNode(int x, int y) {super();this.x x;this.y y;}public …

【死磕 Spring】----- IOC 之解析 bean 标签:解析自定义标签

前面四篇文章都是分析 Bean 默认标签的解析过程,包括基本属性、六个子元素(meta、lookup-method、replaced-method、constructor-arg、property、qualifier),涉及内容较多,拆分成了四篇文章,导致我们已经忘…

Codeigniter 4.0-dev 版源码学习笔记之四——详细路由过程

前言 我个人觉得在当前 MVC 流行的架构下,要想去了解一个框架,或者是一个基于此架构下的应用程序,最好的入手方式就是先看路由,虽然路由不是 MVC 里的任何一个,但是知道了路由的来龙去脉就知道了整个框架或者是应用的结…

固态硬盘和机械硬盘的比较和SQLSERVER在两种硬盘上的性能差异

听说固态硬盘是高富帅的必备神器,本人为了提升工作效率和提高工作速度 这个月节衣缩食,终于也决定买了一块三星固态硬盘120G容量 这个固态硬盘拿在手里轻飘飘的, 好像里面什么东西都没有似的 废话少说,先上图 开机速度20秒左右 测…

大文件读写效率比较

之前做到一个大日志文件(size > 1G)解析的项目,在此记录下对于大文本解析方式的效率比较。不同方式的性能差别很大,那个项目的日志解析时间能从原来的超过36小时优化到只需要2分钟,awk功不可没。 bash 比较 bash脚本…

python装饰器执行顺序

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 1、单个装饰器执行 上来先看代码: import timedef deco(func):functools.wraps(func)def _wrapper():startTime time.time()print "start"func()print "end"endTime time.time()msecs …

tomcat限制用域名访问 禁止 ip访问

有时候会遇到服务器网站。只可以通过域名访问。而不允许ip访问。防止域名恶意解析,tomcat可以实现这个简单功能。1,禁止ip访问项目 2,只允许绑定域名访问环境:tomcat7 外网地址:114.113.100.166 域名:bi…

Object关于属性property的静态方法

Object.defineProperty Object.defineProperty(obj, prop, { value: undefined, enumerable: true, writable:true, get: function() {return value}, set: function(newValue) {value newValue;} }) 当时配置了set和get时,则不能配置value。 Object.getOwnPropert…

99. Recover Binary Search Tree

一、题目 1、审题 2、分析 给出一个二叉查找树,其中有两个元素的位置弄错了,写算法将其恢复。 二、解答 1、思路: 方法一、 通过中序遍历可以确定一棵二叉查找树由小到大的顺序。 所以在此错位的查找树中查找到的节点中有 1 个比后续节点值大…

myeclipse+git pull项目报错

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 1.在本地工程目录(.git)找到config文件; 2.修改config文件内容为: [core] repositoryformatversion 0 filemode false logallrefupdates true [branch "master"] remote origin m…

luoguP4755 Beautiful Pair

https://www.luogu.org/problemnew/show/P4755 考虑分治,在 [l, r] 区间中用线段树找到最大的一个点,处理经过它的可行数对的个数,统计个数可以离线树状数组处理 因为最多被分成 2n 个区间(像线段树一样),对…