java集合：java集合详解及类关系图

Posted 2021-11-26 zupengliu

List和Set继承自Collection接口。
Set无序不允许元素重复。HashSet和TreeSet是两个主要的实现类。
List有序且允许元素重复,支持null对象。ArrayList、LinkedList和Vector是三个主要的实现类。

Map也属于集合系统，但和Collection接口没关系。Map是key对value的映射集合，其中key列就是一个集合。key不能重复，但是value可以重复。HashMap、TreeMap和Hashtable是三个主要的实现类。

 SortedSet和SortedMap接口对元素按指定规则排序，SortedMap是对key列进行排序。

ArrayList和vector区别

ArrayList和Vector都实现了List接口，都是通过数组实现的。
Vector是线程安全的，而ArrayList是非线程安全的。
List第一次创建的时候，会有一个初始大小，随着不断向List中增加元素，当List 认为容量不够的时候就会进行扩容。Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度，ArrayList增长原来的50%。

ArrayList和LinkedList区别及使用场景

1. 区别

ArrayList底层是用数组实现的，第一次add操作将数组的长度初始化为10，可以认为ArrayList是一个可改变大小的数组。随着越来越多的元素被添加到ArrayList中，其规模是动态增加的，原理数组大小的1.5倍。
LinkedList底层是通过双向链表实现的，每个节点Node对象包括指向上一个Node对象和指向下一个Node对象，同时LinkedList还实现了Queue接口，所以他还提供了offer(),peek(), poll()等方法。
LinkedList和ArrayList相比，增删的速度较快。但是查询和修改值的速度较慢。同时，

2.使用场景

LinkedList更适合从中间插入或者删除（链表的特性）。
ArrayList更适合检索和在末尾插入或删除（数组的特性）。

HashTable实现原理

(1)是一个线程安全的散列表，存储内容是键值对映射，不支持和null键值对

(2)继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口

(3)线程安全，默认数组长度为11，负载因子为0.75，扩容方式是old*2+1；

具体原理参考文章：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310887.html

HashMap和HashTable区别

1）.HashTable的方法前面都有synchronized来同步，是线程安全的；HashMap未经同步，是非线程安全的。
2）.HashTable不允许null值(key和value都不可以) ；HashMap允许null值(key和value都可以)。
3）.HashTable有一个contains(Object value)功能和containsValue(Object value)功能一样。
4）.HashTable使用Enumeration进行遍历；HashMap使用Iterator进行遍历。
5）.HashTable中hash数组默认大小是11，增加的方式是old*2+1；HashMap中hash数组的默认大小是16，而且一定是2的指数。
6）.哈希值的使用不同，HashTable直接使用对象的hashCode； HashMap重新计算hash值，而且用与代替求模。

HashMap实现原理

(1)基于Hash的map接口非同步实现, 无序且允许null的键值对。

(2)初始大小为16，默认负载因子0.75。当一个map填满了75%的bucket时候，将会创建原来HashMap大小的2倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中

(3) put(K key, V value)

     根据key的hashCode值重新计算出hash值（高位计算一次散列，防止低位不变高位变化造成冲突），既而得到这个元素在数组中的位置（下标）如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。

(4) get(Object key)

计算key的hashCode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。

(5) 重新调整HashMap大小存在什么问题吗？

重新调整hashMap大小，确实存在竞争，多线程环境，调整大小的过程中，存储在LinkedList中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在LinkedList的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了，那么就死循环了。