1.Java的集合类 2.Vector,ArrayList,LinkedList,SynchronizedList 3.HashMap与ConcurrentHashMap的区别

在Java的java.util包中，有一批类被称为集合类

集合类，顾名思义，就是存放对象的集合的类，可以是数组形式【ArrayList】，也可以是链表形式【LinkedList】，也可以是两种形式结合【HashMap】。

Java的集合类的父类是Collection接口，主要分为三大类：List、Map、Set。

其中，List是一组元素的集合，最常用到的为ArrayList、LinkedList；

Map是一组成对对象【键值对】的集合，根据Key来存取Value，最常用到的为HashMap和LinkedList；

Set是一个真正数学意义上的元素的集合，其中不包含重复的元素，最常用到的为HashSet和TreeSet。

其中，在JDK的源码中，Set的底层实现都是使用对应的Map来实现的，将存取于Set中的元素作为Map的Key，使用同一个对象作为Value。例如，HashSet中是使用了一个HashMap来作为内部存储实现，

TreeSet也是如此，内部使用了一个TreeMap来存放元素，图就不贴了。

ArrayList和LinkedList的区别前面已经写过博客。

HashMap和TreeMap的区别：

HashMap是基于散列表实现，内部存储结构为邻接表【数组+链表】；

TreeMap是基于红黑树实现，内部存储结构为红黑树。

因此存入HashMap的键值对要求key必须提供hashCode()方法作为散列依据，此方法为Object类中已有；

而对于TreeMap来说，要么在初始化TreeMap时，提供一个Comparator作为比较键大小的依据，或者要求key的类必须实现Comparable。如果这两个条件都没有满足，那向Treemap中put的时候就会报出异常。

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总体来说，Vector和ArrayList是一致的，实现的接口也是完全一样，内部的存储结构也基本一致【都是数组】，每个方法的实现也几乎相同。

区别在于，Vector是线程安全的，每个方法都加了synchronized修饰符，而ArrayList没有。

而且Vector是JDK1.0引入的，而ArrayList是JDK1.2引入的。

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再来说ArrayList和LinkedList的区别，上面说过ArrayList内部是数组实现的，LinkedList内部是链表实现的。

因此，当遇到读取比较多，插入、删除比较少的时候，推荐使用ArrayList，毕竟数组读取速度飞快，插入删除速度需要移动大量元素；而当遇到插入删除比较多的时候，推荐使用LinkedList。

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在Java集合工具类Collections中，提供了一个Collections.synchronizedList方法，可以传入一个List对象，返回出一个SynchronizedList。

SynchronizedList只是提供了一个对List对象的封装，对List的每个操作都添加了synchronized修饰，基本上与Vector一致，只是用法不同而已。比如现在已经有个LinkedList，如果想要一个线程安全的List，只需执行Collections.synchronized(linkedList)即可，没有任何的元素拷贝操作，此时，如果用Vector实现，则必须遍历LinkedList，将其中的每一个元素拷贝到Vector中。

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从JDK1.2起，就有了HashMap，正如前一篇文章所说，HashMap不是线程安全的，因此多线程操作时需要格外小心。

在JDK1.5中，伟大的Doug Lea给我们带来了concurrent包，从此Map也有安全的了。

ConcurrentHashMap具体是怎么实现线程安全的呢，肯定不可能是每个方法加synchronized，那样就变成了HashTable。

从ConcurrentHashMap代码中可以看出，它引入了一个“分段锁”的概念，具体可以理解为把一个大的Map拆分成N个小的HashTable，根据key.hashCode()来决定把key放到哪个HashTable中。

在ConcurrentHashMap中，就是把Map分成了N个Segment，put和get的时候，都是现根据key.hashCode()算出放到哪个Segment中：

测试程序：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentHashMapTest {

    private static ConcurrentHashMap<Integer, Integer> map = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
    public static void main(String[] args) {
        new Thread("Thread1"){
            @Override
            public void run() {
                map.put(3, 33);
            }
        };

        new Thread("Thread2"){
            @Override
            public void run() {
                map.put(4, 44);
            }
        };

        new Thread("Thread3"){
            @Override
            public void run() {
                map.put(7, 77);
            }
        };
        System.out.println(map);
    }
}

ConcurrentHashMap中默认是把segments初始化为长度为16的数组。

根据ConcurrentHashMap.segmentFor的算法，3、4对应的Segment都是segments[1]，7对应的Segment是segments[12]。

（1）Thread1和Thread2先后进入Segment.put方法时，Thread1会首先获取到锁，可以进入，而Thread2则会阻塞在锁上：

（2）切换到Thread3，也走到Segment.put方法，因为7所存储的Segment和3、4不同，因此，不会阻塞在lock()：

以上就是ConcurrentHashMap的工作机制，通过把整个Map分为N个Segment（类似HashTable），可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认提升16倍。