diff --git "a/Java \345\256\271\345\231\250.md" "b/Java \345\256\271\345\231\250.md" deleted file mode 100644 index 446975c6..00000000 --- "a/Java \345\256\271\345\231\250.md" +++ /dev/null @@ -1,1113 +0,0 @@ - -* [一、概览](#一概览) - * [Collection](#collection) - * [Map](#map) -* [二、容器中的设计模式](#二容器中的设计模式) - * [迭代器模式](#迭代器模式) - * [适配器模式](#适配器模式) -* [三、源码分析](#三源码分析) - * [ArrayList](#arraylist) - * [Vector](#vector) - * [CopyOnWriteArrayList](#copyonwritearraylist) - * [LinkedList](#linkedlist) - * [HashMap](#hashmap) - * [ConcurrentHashMap](#concurrenthashmap) - * [LinkedHashMap](#linkedhashmap) - * [WeakHashMap](#weakhashmap) -* [参考资料](#参考资料) - - - -# 一、概览 - -容器主要包括 Collection 和 Map 两种,Collection 存储着对象的集合,而 Map 存储着键值对(两个对象)的映射表。 - -## Collection - -

- -### 1. Set - -- TreeSet:基于红黑树实现,支持有序性操作,例如根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSet,HashSet 查找的时间复杂度为 O(1),TreeSet 则为 O(logN)。 - -- HashSet:基于哈希表实现,支持快速查找,但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息,也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。 - -- LinkedHashSet:具有 HashSet 的查找效率,且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。 - -### 2. List - -- ArrayList:基于动态数组实现,支持随机访问。 - -- Vector:和 ArrayList 类似,但它是线程安全的。 - -- LinkedList:基于双向链表实现,只能顺序访问,但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。不仅如此,LinkedList 还可以用作栈、队列和双向队列。 - -### 3. Queue - -- LinkedList:可以用它来实现双向队列。 - -- PriorityQueue:基于堆结构实现,可以用它来实现优先队列。 - -## Map - -

- -- TreeMap:基于红黑树实现。 - -- HashMap:基于哈希表实现。 - -- HashTable:和 HashMap 类似,但它是线程安全的,这意味着同一时刻多个线程可以同时写入 HashTable 并且不会导致数据不一致。它是遗留类,不应该去使用它。现在可以使用 ConcurrentHashMap 来支持线程安全,并且 ConcurrentHashMap 的效率会更高,因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。 - -- LinkedHashMap:使用双向链表来维护元素的顺序,顺序为插入顺序或者最近最少使用(LRU)顺序。 - - -# 二、容器中的设计模式 - -## 迭代器模式 - -

- -Collection 继承了 Iterable 接口,其中的 iterator() 方法能够产生一个 Iterator 对象,通过这个对象就可以迭代遍历 Collection 中的元素。 - -从 JDK 1.5 之后可以使用 foreach 方法来遍历实现了 Iterable 接口的聚合对象。 - -```java -List list = new ArrayList<>(); -list.add("a"); -list.add("b"); -for (String item : list) { - System.out.println(item); -} -``` - -## 适配器模式 - -java.util.Arrays#asList() 可以把数组类型转换为 List 类型。 - -```java -@SafeVarargs -public static List asList(T... a) -``` - -应该注意的是 asList() 的参数为泛型的变长参数,不能使用基本类型数组作为参数,只能使用相应的包装类型数组。 - -```java -Integer[] arr = {1, 2, 3}; -List list = Arrays.asList(arr); -``` - -也可以使用以下方式调用 asList(): - -```java -List list = Arrays.asList(1, 2, 3); -``` - -# 三、源码分析 - -如果没有特别说明,以下源码分析基于 JDK 1.8。 - -在 IDEA 中 double shift 调出 Search EveryWhere,查找源码文件,找到之后就可以阅读源码。 - -## ArrayList - - -### 1. 概览 - -因为 ArrayList 是基于数组实现的,所以支持快速随机访问。RandomAccess 接口标识着该类支持快速随机访问。 - -```java -public class ArrayList extends AbstractList - implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable -``` - -数组的默认大小为 10。 - -```java -private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; -``` - -

- -### 2. 扩容 - -添加元素时使用 ensureCapacityInternal() 方法来保证容量足够,如果不够时,需要使用 grow() 方法进行扩容,新容量的大小为 `oldCapacity + (oldCapacity >> 1)`,也就是旧容量的 1.5 倍。 - -扩容操作需要调用 `Arrays.copyOf()` 把原数组整个复制到新数组中,这个操作代价很高,因此最好在创建 ArrayList 对象时就指定大概的容量大小,减少扩容操作的次数。 - -```java -public boolean add(E e) { - ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! - elementData[size++] = e; - return true; -} - -private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { - if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { - minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); - } - ensureExplicitCapacity(minCapacity); -} - -private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { - modCount++; - // overflow-conscious code - if (minCapacity - elementData.length > 0) - grow(minCapacity); -} - -private void grow(int minCapacity) { - // overflow-conscious code - int oldCapacity = elementData.length; - int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); - if (newCapacity - minCapacity < 0) - newCapacity = minCapacity; - if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) - newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); - // minCapacity is usually close to size, so this is a win: - elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); -} -``` - -### 3. 删除元素 - -需要调用 System.arraycopy() 将 index+1 后面的元素都复制到 index 位置上,该操作的时间复杂度为 O(N),可以看出 ArrayList 删除元素的代价是非常高的。 - -```java -public E remove(int index) { - rangeCheck(index); - modCount++; - E oldValue = elementData(index); - int numMoved = size - index - 1; - if (numMoved > 0) - System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); - elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work - return oldValue; -} -``` - -### 4. Fail-Fast - -modCount 用来记录 ArrayList 结构发生变化的次数。结构发生变化是指添加或者删除至少一个元素的所有操作,或者是调整内部数组的大小,仅仅只是设置元素的值不算结构发生变化。 - -在进行序列化或者迭代等操作时,需要比较操作前后 modCount 是否改变,如果改变了需要抛出 ConcurrentModificationException。 - -```java -private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) - throws java.io.IOException{ - // Write out element count, and any hidden stuff - int expectedModCount = modCount; - s.defaultWriteObject(); - - // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone() - s.writeInt(size); - - // Write out all elements in the proper order. - for (int i=0; i