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集合各實現類的底層實現原理

2019-11-08 18:44:44
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供稿:網友

ArrayList實現原理要點概括

參考文獻:http://zhangshixi.iteye.com/blog/674856l

ArrayList是List接口的可變數組非同步實現,并允許包括null在內的所有元素。底層使用數組實現該集合是可變長度數組,數組擴容時,會將老數組中的元素重新拷貝一份到新的數組中,每次數組容量增長大約是其容量的1.5倍,這種操作的代價很高。采用了Fail-Fast機制,面對并發的修改時,迭代器很快就會完全失敗,而不是冒著在將來某個不確定時間發生任意不確定行為的風險

LinkedList實現原理要點概括

參考文獻:http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3948610.htmll

LinkedList是List接口的雙向鏈表非同步實現,并允許包括null在內的所有元素。底層的數據結構是基于雙向鏈表的,該數據結構我們稱為節點雙向鏈表節點對應的類Entry的實例,Entry中包含成員變量:PRevious,next,element。其中,previous是該節點的上一個節點,next是該節點的下一個節點,element是該節點所包含的值。

HashMap實現原理要點概括

參考文獻:http://zhangshixi.iteye.com/blog/672697l

HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步實現,允許使用null值和null鍵,但不保證映射的順序。底層使用數組實現,數組中每一項是個鏈表,即數組和鏈表的結合體HashMap在底層將key-value當成一個整體進行處理,這個整體就是一個Entry對象。HashMap底層采用一個Entry[]數組來保存所有的key-value對,當需要存儲一個Entry對象時,會根據key的hash算法來決定其在數組中的存儲位置,在根據equals方法決定其在該數組位置上的鏈表中的存儲位置;當需要取出一個Entry時,也會根據key的hash算法找到其在數組中的存儲位置,再根據equals方法從該位置上的鏈表中取出該Entry。HashMap進行數組擴容需要重新計算擴容后每個元素在數組中的位置,很耗性能采用了Fail-Fast機制,通過一個modCount值記錄修改次數,對HashMap內容的修改都將增加這個值。迭代器初始化過程中會將這個值賦給迭代器的expectedModCount,在迭代過程中,判斷modCount跟expectedModCount是否相等,如果不相等就表示已經有其他線程修改了Map,馬上拋出異常

Hashtable實現原理要點概括

參考文獻:http://blog.csdn.net/zheng0518/article/details/42199477

Hashtable是基于哈希表的Map接口的同步實現,不允許使用null值和null鍵底層使用數組實現,數組中每一項是個單鏈表,即數組和鏈表的結合體Hashtable在底層將key-value當成一個整體進行處理,這個整體就是一個Entry對象。Hashtable底層采用一個Entry[]數組來保存所有的key-value對,當需要存儲一個Entry對象時,會根據key的hash算法來決定其在數組中的存儲位置,在根據equals方法決定其在該數組位置上的鏈表中的存儲位置;當需要取出一個Entry時,也會根據key的hash算法找到其在數組中的存儲位置,再根據equals方法從該位置上的鏈表中取出該Entry。synchronized是針對整張Hash表的,即每次鎖住整張表讓線程獨占

ConcurrentHashMap實現原理要點概括

參考文獻:http://blog.csdn.net/zheng0518/article/details/42199477

ConcurrentHashMap允許多個修改操作并發進行,其關鍵在于使用了鎖分離技術。它使用了多個鎖來控制對hash表的不同段進行的修改,每個段其實就是一個小的hashtable,它們有自己的鎖。只要多個并發發生在不同的段上,它們就可以并發進行。ConcurrentHashMap在底層將key-value當成一個整體進行處理,這個整體就是一個Entry對象。Hashtable底層采用一個Entry[]數組來保存所有的key-value對,當需要存儲一個Entry對象時,會根據key的hash算法來決定其在數組中的存儲位置,在根據equals方法決定其在該數組位置上的鏈表中的存儲位置;當需要取出一個Entry時,也會根據key的hash算法找到其在數組中的存儲位置,再根據equals方法從該位置上的鏈表中取出該Entry。與HashMap不同的是,ConcurrentHashMap使用多個子Hash表,也就是段(Segment)ConcurrentHashMap完全允許多個讀操作并發進行,讀操作并不需要加鎖。如果使用傳統的技術,如HashMap中的實現,如果允許可以在hash鏈的中間添加或刪除元素,讀操作不加鎖將得到不一致的數據。ConcurrentHashMap實現技術是保證HashEntry幾乎是不可變的。

HashSet實現原理要點概括

參考文獻:http://zhangshixi.iteye.com/blog/673143l

HashSet由哈希表(實際上是一個HashMap實例)支持,不保證set的迭代順序,并允許使用null元素?;贖ashMap實現,API也是對HashMap的行為進行了封裝,可參考HashMap

LinkedHashMap實現原理要點概括

參考文獻:http://zhangshixi.iteye.com/blog/673789l

LinkedHashMap繼承于HashMap,底層使用哈希表和雙向鏈表來保存所有元素,并且它是非同步,允許使用null值和null鍵。基本操作與父類HashMap相似,通過重寫HashMap相關方法,重新定義了數組中保存的元素Entry,來實現自己的鏈接列表特性。該Entry除了保存當前對象的引用外,還保存了其上一個元素before和下一個元素after的引用,從而構成了雙向鏈接列表。

LinkedHashSet實現原理要點概括

參考文獻:http://zhangshixi.iteye.com/blog/673319l

對于LinkedHashSet而言,它繼承與HashSet、又基于LinkedHashMap來實現的。LinkedHashSet底層使用LinkedHashMap來保存所有元素,它繼承與HashSet,其所有的方法操作上又與HashSet相同。
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