JDK集合框架小结

前面的一些文章主要分析了 Java 集合框架（Java Collections Framework, JCF）中常用的类和接口，本文打算做个整体的小结。

JCF 主要包括 Collection 接口系列和 Map 接口系列，它们的继承结构分别如下：

Collection 接口继承结构：

Map 接口继承结构：

PS: 其中一些类暂未进行分析，有些是因为使用较少（Stack 等），有些打算后面在并发包（java.util.concurrent, JUC）源码分析的时候再进行分析（BlockingQueue、ConcurrentHashMap 等）。

Collection 接口又包括 List、Set 和 Queue 三个子接口，它们的主要特点如下：

1. List: 列表，有序、可重复；

2. Set: 集合（数学中的集合概念），无序、不重复；

3. Queue: 队列，先进先出（First In First Out, FIFO）。

前面分析常用类的小结如下：

ArrayList

1. 「可以自动扩容的数组」，默认初始化容量为 10，默认每次扩容为原容量的 1.5 倍；

2. 扩容时会创建一个新的数组，并将之前的元素拷贝到新数组中（因此，若要将数量已知的元素放入 ArrayList，在初始化时指定长度可以避免多次扩容）；

3. 线程不安全，不适合在多线程场景下使用。

Vector

1. 与 ArrayList 类似，Vector 也可以认为是「可变数组」；

2. 扩容原理与 ArrayList 基本一致，只是新容量计算方式略有不同：指定增长容量时，新容量为旧容量 + 增长容量；否则扩容为旧容量的 2 倍；

3. 线程安全，实现方式简单（使用 synchronized）；

4. 当前使用较少。

LinkedList

1. 双向链表、双端队列、栈；

2. 线程不安全，内存空间不连续。

至于 HashSet 和 TreeSet，它们的实现分别是基于 HashMap 和 TreeMap，因此不再进行分析。

Map 是以键-值对（Entry）形式存储元素的，HashMap 最为常用，常用类的小结如下：

TreeMap

1. TreeMap 实现了 Map 接口，内部节点类型为 Entry；

2. 基于红黑树实现，具有红黑树的特点；

3. 有序，根据 Entry 的 key 排序；

4. 查找、插入、删除操作的时间复杂度均为 O(logn)。

HashMap

1. HashMap 是散列表的实现，它使用“链表法”处理散列冲突用，并在 JDK 1.8 引入红黑树进一步优化；

2. 内部结构为「数组 + 链表 + 红黑树」；

3. 默认初始化容量为 16，负载因子为 0.75，扩容的阈值为 16 * 0.75 = 12；

4. 当容器中元素的容量大于阈值时，HashMap 会自动扩容为原先的 2 倍。

LinkedHashMap

1. 继承自 HashMap，其结构可以理解为「双链表 + 散列表」；

2. 可以维护两种顺序：插入顺序或访问顺序；

3. 可以方便的实现 LRU 缓存；

4. 线程不安全。

Hashtable

1. 散列表的实现，处理散列冲突使用的是链表法，内部结构可以理解为「数组 + 链表」；

2. 默认初始化容量为 11，默认负载因子为 0.75；

3. 线程安全，使用 synchronized 关键字，并发效率低；

4. 若无需保证线程安全，推荐使用 HashMap；若需要线程安全的高并发场景，推荐使用 ConcurrentHashMap。

本文对前面分析的一些集合类做个简单小结，集合类的代码分析暂告一段落，接下来打算分析并发包下常用的类和接口。

有关集合框架可参考官方文档的介绍：

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/collections/overview.html

Stay hungry, stay foolish.