JDK核心源码

Posted 2020-09-18

Jdk的包中，除开了lang包下面的类，用得最多的应该要属于util包下面的类了，

本篇文章主要针对Jdk的util包下面的类（util目录下面的类，暂时不包括util 包下面的子包，子包将在后面继续进行）进行一个总结，

主要是用来帮助大家进行梳理知识，让大家对jdk的代码更加熟悉。

Util包里面主要就是常见的集合类和常见的工具类，集合类就是一些常见的数据结构的实现，工具类就是一些常见的数学、时间、字符串等操作的方法类。

 

下面先针对集合类来进行分析：

集合类主要分成了三类集合：队列类型、集合类型、哈希类型。

1.队列类型，它是一种线性的数据结构

（1）ArrayList: 底层存储是通过数组进行存储的，所以他可以直接通过数组下标进行访问，所以随机访问速度很快。但是在扩容方面效率很低，他需要把数据进行重新进行拷贝。

（2）LinkedList: 底层是通过链表进行存储的，他不能支持随机访问，只能从头节点或者尾节点进行遍历，增加元素成本很低，不存在拷贝数据的操作。

（3）Vector: 底层存储和ArrayList一样是通过数组进行存储的，但是它的方法是同步操作的，所以说他是线程安全的，性能方面差于ArrayList，扩容方面Vector元素是翻倍，是要多于ArrayList的50%的增长率。

（4）Stack: 是Vector的子类，他是实现栈的操作，只有push、pop、peek几个操作，他也是线程安全的类

（5）ArrayDeque: 底层存储室通过数组进行存储的双端队列，拥有一个头指针和一个尾指针，当头指针和尾指针在同一个位置的时候，会进行翻倍扩容。同时他支持栈和队列的操作，但是不支持随机访问。

（6）PriorityQueue: 默认是基于堆的数据结构进行实现的，默认是可以取到最小的值，如果最小值有多个，则是随机选取，然后可以通过设置Comparator接口进行排序。内部是用数组进行存储的，但是除开第一个元素，后面的元素是没有顺序的。

2.集合类型，它是一种非线性的数据结构，但是集合里面只会保留一个相同的元素

（1）HashSet: 底层通过HashMap进行存储，里面不允许重复的值，是一种最常用的集合类的数据结构

（2）EnumSet: 是一个枚举类型的集合，它里面的元素必须全部来自单个枚举类型，在内部所有元素只占长整型的一位，所以时间和空间性能相当的好。

（3）LinkedHashSet: 它是继承于HashSet的，但是它保证了插入元素的插入顺序，所以能够保证迭代时候的顺序和插入时候的顺序保持一致。

（4）TreeSet: 它是基于树型结构来构造的集合，它底层通过TreeMap来进行存储，又因为TreeMap是基于数据结构里面的红黑树，所以它内部的元素是可以进行排序的。因为结构是树形结构，所以在读取或者写入的速度方面要慢于HashSet。

3.哈希类型，它是一种key-value的结构，可以通过key可以快速定位到value

（1）HashMap: 最常用的Map结构，它是通过数组加链表的形式进行存储的。

（2）EnumMap: 枚举类型的Map结构，它的key是一个枚举类型，它效率要高于HashMap，因为它内部是只有数组进行存储的，可以通过直接定位到具体元素，而不用像上面的HashMap去进行计算，所以效率比HashMap要大大提高。

（3）IdentityHashMap: 它可以保存多个一样值的key，只有当k1==k2的时候才认为是重复的。然后进行查找的时候，也是根据具体的key地址进行查找，而不是通过key的值进行查找的。

（4）LinkedHashMap: 类似于HashMap，但是能够保证迭代时候的顺序和插入时候的顺序保持一致。

（5）TreeMap: 它基于树型结构来存储的，树形结构是基于数据结构里面的红黑树，所以它内部的元素也是可以进行排序的。

（6）HashTable: 它类似于HashMap, 区别就是HashTable是一个线程安全的，同时它的key和value都是不能为null的。

（7）Properties: 继承于HashTable，所以它也是线程安全的，并且可以通过io操作来读取文件里面的内容，来构成Properties对象。

（8）WeakHashMap: 它里面的key都是弱引用的哈希实现，对于一个给定的键，其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的丢弃，这就使该键成为可终止的，被终止，然后被回收。某个键被终止时，它对应的键值对也就从映射中有效地移除了。它是通过ReferenceQueue来进行实现的，这个是前面的lang包里面的类。其他方面和HashMap没有差别。

上面总结讲完了util包里面的集合类，下面针对util包里面的工具类进行讲解

1.对象工具类: Objects类主要用于操作单个对象，Arrays类主要用于操作数组对象，Collections类主要用于操作集合类对象。

2.货币工具类: Currency是用于操作各国不同类型的货币的类。

3.时间工具类: Date、Calendar和SimpleTimeZone主要是之前遗留下来的类，但是到了JDK1.8之后，jdk包里面增加了专门处理时间的time包来处理时间操作，所以在JDK1.8之后不建议使用这些老的时间操作类了。

4.字符串工具类: 主要用来进行字符串分割、连接和格式化的操作的类

5.数学工具类: 主要用于进行对于数字类的集合进行操作，计算各种数据（比如最大、最小、平均值、总和等数据）

6.算法工具类: 常用的算法操作封装（随机算法、UUID算法、Base64算法、位图算法等）。

7.定时器类: 完成简单的定时任务的Timer类

8.Optional类: JDK1.8新加的类，主要用于避免空指针而引入的类，能够一定程度解决讨厌的空指针的问题。

9.ServiceLoader类: 它从META-INF/services目录下的配置文件中加载子类或者接口的实现类，返回一个实例。可以通过配置文件来配置具体实现的类，这样可以具有更好的扩展性。