学习过程中的部分问题和集合源码理解

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一、问题

1，ArrayList, LinkedList, Vector 的异同

同: 三个类都实现了List接口, 存储数据的特点(有序可重复)相同. 底层都是Object[]存储的.
不同点:
ArrayList : 作为List接口的主要实现类, 1.2, 执行效率高, 线程不安全;
Vector : 作为List的古老实现类, since JDK1.0, List是1.2出现的; 线程安全的, 效率低.
LinkedList : 底层结构使用双向链表存储的. 对于频繁的插入和删除操作, 使用此类比ArrayList效率高.

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2，集合Collection中存储的如果是自定义类的对象, 需要自定义的方法

Collection: 需要重写equals() 方法
List: 也需要重写equals() 方法,
Set: HashSet, LinkedHashSet, 重写equals(), hashCode();
TreeSet: 需要实现Comparable或者Comparator. 在使用构造器的时候会有一个TreeSet(Comparator comparator) 的构造方法. 在比较的时候使用, 它是使用二叉树(红黑树)在底层进行存储的.

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3，Map结构的理解

Map : 双列数据, 存储key-value键值对, ----类似于高中的函数
HashMap: Map的主要实现类, 线程不安全, 效率高, 存储null的key和value
LinkedHashMap: 保证在遍历Map元素时候, 可以按照添加的顺序实现遍历
原因: 在原有的HashMap底层结构基础上, 添加了一对指针, 指向前一个和后一个元素,
对于频繁的遍历操作, 此类执行效率高于HashMap.
TreeMap: 保证按照添加的key-value进行排序, 实现排序遍历. 按照key来排序. 此时考虑key的自然能排序, 或者定制排序.
底层使用了红黑树.
Hashtable: 古老实现类: 作为古老的实现类, 效率不高, 线程安全, 不能存储null的key和value. 随便哪个是null都不行.
Properties: 常用来处理配置文件. key和value都是String类型的.HashMap的底层: 数组+链表(JDK7之前的版本) 数组+链表+红黑树(JDK8)

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Map中的 Key: 无序的, 不可重复的, 使用Set存储所有的Key. —>Key所在的类要重写equals()和hashCode(), 以HashMap为例.
Map中的 Value: 无序的, 可重复的, 是哟个Collection的存储所有的value —> Value所在的类要重写equals()方法
Map中的 entry: 无需的, 不可重复的, 使用Set存储entry

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4，同步代码块中同步监视器和共享数据的理解

同步监视器: 俗称锁
1、任何对象都可以充当锁
2、多个线程需要使用同一个锁
共享数据: 多个线程共同操作的数据, 即为共享数据

需要使用同步机制, 将操作共享数据的代码包裹起来, 包裹的时候不可以多, 也不可以少

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5，Set子类理解

HashSet : Set的主要实现类, 线程不安全.
LinkedHashSet : 作为HashSet的子类, 遍历其中的数据时, 可以按照添加的顺序去遍历, (和有序有区别)
TreeSet : 数据类型要相同, 我们要对这个进行排序. 可以按照添加的对象的指定属性, 进行排序.

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6，集合Collection中存储的如果是自定义类的对象, 需要自定义的方法

Collection: 需要重写equals() 方法
List: 也需要重写equals() 方法,
Set: HashSet, LinkedHashSet, 重写equals(), hashCode();
TreeSet: 需要实现Comparable或者Comparator. 在使用构造器的时候会有一个TreeSet(Comparator comparator) 的构造方法. 在比较的时候使用, 它是使用二叉树(红黑树)在底层进行存储的.

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二、源码

（1）List 类

1，ArrayList源码理解(jdk7 和jdk8 稍有不同)

• jdk7
  ArrayList list = new ArrayList(); // 底层创建了长度是10的Object[]数组, elementData
  list.add(123) ;
  // elementData[0] = 123;
  …
  list.add(11);
  // 如果此次的添加导致底层elementData数组的容量不够, 则扩容. 默认情况下, 扩容为原来容量1.5倍, 同时需要将原有数组中的内容复制到现有数组中.
  // 建议使用带有参数的ArrayList的构造器
  ArrayList list = new ArrayList(50);
  有点像懒汉式单例模式
• jdk8 中的变化
  ArrayList list = new ArrayList();
  // 底层Object[] elementData 初始化为{}, 没有创建10的默认代码.
  list.add(123);
  // 第一次调用add() 方法时, 底层才创建了长度为10的数组, 并将元素放在了, elementData中. …
  // 后来的方法执行和JDK7的几乎没有区别.
  有点像饿汉式单例模式
• 总结:
  JDK7中对象的创建类似於单例模式中的饿汉式, JDK8中的类似於单例模式中的懒汉式

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2，LinkedList源码理解

LinkedList list = new LinkedList(); // 内部声明了一个Node类型的first&last默认为null,
list.add(123); // 将123封装到Node中, 创建了Node变量
// 其中Node定义为

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;
    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

体现了LinkedList的双向链表的说法

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3，Vector源码理解

JDK7和JDK8中通过Vector()构造器创建对象时, 底层都创建了10个默认容量, 扩容的时候, 扩容两倍.

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（2）Map类

1，HashMap的源码理解

• JDK7

  • HashMap map = new HashMap();
    在实例化之后, 底层创建了长度16的一维数组Entry[] table.
    …已经执行过put…
    map.put(key0, value0);
    // 首先, 计算key0的hashCode(), 根据此Hash值得到在entry数组中的存放位置. 如果此位置上的数据为空, 此时的key0-value0添加成功. 如果此位置上不为空. (一个或多个数据以链表的形式存在的), 比较当前的key…
    如果key0的哈希值与已经存在的hash值都不相同, 则添加成功.
    如果key0的哈希值, 与已经存在的哈希值相同, 继续比较equals(), 返回false, 添加成功, 返回true, 使用value0替换相同key的value值.

  • 补充: 有数据的时候, key-value和原来的数据以链表的方式存储. 在不断的添加过程中, 会涉及到扩容问题. 当超出临界值(threshold)的时候(并且要存放的位置非空的时候)就会扩容为原来的2倍, 并将原有的数据复制过来.

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• JDK8

  • new HashMap(), 底层没有创建一个长度为16的数组.
  • JDK8底层的数组是Node[], 不是Entry
  • 首次调用put方法时, 底层去创建长度为16的数组.
  • JDK7底层结构只有数组+链表, JDK8底层结构, 数据+链表+红黑树.
  • 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数大于8且当前数组的长度超过64,
  • 此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储.

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2，LinkedHashMap 的底层理解.

• 源码中的Entry拓展了

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
	Entry<K,V> before, after; // 能够记录添加的元素的先后顺序.
	Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
		super(hash, key, value, next);
	}
}

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三、总结

虽然现在JDK已经更新到JDK14了，可是大多数肯定还是在使用低版本的JDK，比如我今天才刚刚更新到JDK11 LST但是依然可以从以前的JDK的更新中获得很大的收益。

学习不止，加油，tlxw

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