Java集合系列之一：集合概述

List、Set和Map的区别

• List是保证取出的顺序是和存入顺序一致的，而且允许有重复元素
• Set则是保证了元素的唯一性
• Map则是使用key-value的形式来维护数据

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RandomAccess接口

只是起一个标识作用，凡是实现了这个接口的集合都具有随机访问的功能。在Collections类的binarySearch()方法中，它要判断传入的list是否RamdomAccess的实例，如果是则调用indexedBinarySearch()，如果不是就调用iteratorBinarySearch()方法。

• 支持随机访问的集合

  优先使用普通get(i)模式的for循环，因为时间复杂度是O(1)

• 不支持随机访问的集合

  优先使用iterator迭代器或者forEach方法，因为如果使用普通的for循环每次查找都是从头开始，尤其是数据量特别大的时候，特别慢

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List集合

1. ArrayList

   • 非线程安全
   • 底层是Object数据实现，所以支持随机访问
   • 插入数据时间复杂度受插入位置的影响，末尾添加就是O(1)，头部添加就是O(n)，因为后面所有的元素的索引都要往后移动

2. LinkedList

   • 非线程安全
   • 底层是双向链表实现，不支持随机访问
   • 所有的插入操作时间复杂度都是O(1)，读取数据因为要遍历整条链表所以是O(n)

3. Vector

   • 线程安全，所有的方法都是使用synchronized同步保证线程安全
   • 很陈旧的类，不推荐使用

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Map集合

1. HashMap

   • 非线程安全，多线程下可能会在扩容的时候造成底层链表的死循环
   • 可以有一个空值key，多个空值value
   • 默认初始值16，每次扩充两倍，使用百分之75%的容量之后开始扩充
   • 1.8前底层是数组+链表，也就是当散列冲突之后，同一个位置使用链表存储冲突的多个元素，1.8后进行了优化，如果链表长度超过8之后表示冲突非常严重就把链表转换为红黑树，以便快速查询

2. Hashtable(没有实现Map)

   • 线程安全，使用synchronized修饰
   • key和value都不支持空值
   • 很陈旧的类，不推荐使用

3. ConcurrentHashMap

   • 线程安全，底层实现和HashMap类似，1.8前用分段锁实现线程安全，1.8后用synchronized和CAS实现
   • 1.8前是有一个Segment数组，每组有各自的锁保证线程安全，可以同事操作不同组数据
   • 1.8后synchronized是只锁住链表或红黑树首节点，如果没有哈希冲突就不会锁住，而是使用CAS保证线程安全

4. LinkedHashMap

   • 继承HashMap，底层结构也是相同的
   • 额外增加了一条双向链表保持插入时的顺序

5. TreeMap

   • 底层是红黑树结构
   • 可以根据key和value的大小排序

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Set集合

1. HashSet

   • 非线程安全
   • 底层基于HashMap实现
   • 保证元素唯一性，先检查hascode值，如果一样就再调用equals二次检查

2. LinkedHashSet

   • 继承于HashSet，内部是基于LinkedHashMap实现。

3. TreeSet

   • 元素是有序的，底层结构是红黑树

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Java中各种集合底层原理

• Java集合系列之二：ArrayList底层原理
• Java集合系列之三：LinkedList底层原理
• Java集合系列之四：HashMap底层原理
• Java集合系列之五：ConcurrentHashMap底层原理
• Java集合系列之六：LinkedHashMap底层原理
• Java集合系列之七：TreeMap底层原理
• Java集合系列之八：HashSet底层原理
• Java集合系列之九：LinkedHashSet底层原理
• Java集合系列之十：TreeSet底层原理