Java集合类(结合源码小结)

先盗一张总图

Java里的集合分别出自两个接口，Collection 和 Map。

其中Collection 集成了Iterator，因此只有Collection的实现类才能用Iterator进行遍历。

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

1.Collection接口

Collection接口下面有三个接口，分别是List、Set、Queue (Deque extends Queue)

1.1List

其实现类有LinkedList 、 ArrayList、Vector(已经不推荐用)。

LinkedList和ArrayList的差别：

LinkedList 还实现了 Deque 接口 和Queue接口。

因此LinkedList还可以作为队列、双向队列、栈(只从一头进出)来用。

class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Queue<E>

1.2Set

Set不允许重复元素，其原因可从add()方法中找到：

  public boolean add(E object) {        return backingMap.put(object, this) == null;    }

Map中的Key是不能重复的，因此Set的内容不能重复。

Set的主要实现类有HashSet、TreeSet。

HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V>

其中TreeSet是有序的，因为他实现了SortedMap接口，具体逻辑也可以从add()方法中找到：

 public boolean add(E object) {        return backingMap.put(object, Boolean.TRUE) == null;    }

backingMap是TreeMap的实例，put方法如下：

V putInternal(K key, V value) {        Node<K, V> created = find(key, Relation.CREATE);        V result = created.value;        created.value = value;        return result;    }    /**     * Returns the node at or adjacent to the given key, creating it if requested.     *     * @throws ClassCastException if {@code key} and the tree's keys aren't mutually comparable.     */    Node<K, V> find(K key, Relation relation)

它会创建一个Node，将插入值放到指定的位置。

2.Map

Map的实现类主要有4个， TreeMap、HashMap、WeakHashMap、Hashtable。

其中，前3者都是AbstractMap的实现类， AbstractMap 实现了Map接口；

而Hashtable则是直接实现map接口。

2.1TreeMap

如之前所说，TreeMap的put方法证明TreeMap是有序的。

2.2HashMap和Hashtable

HashMap extends AbstractMap（AbstractMap implements Map）, 是非线程安全的， value可以为null

Hashtable implements Map， 是线程安全的， value不能为null

Hashtable的Value不能为null的原因，其内部类HashtableEntry的setValue()方法中，value为null时抛出了空指针异常。

public final V setValue(V value) {            if (value == null) {                throw new NullPointerException("value == null");            }            V oldValue = this.value;            this.value = value;            return oldValue;}

而HashMap的父类AbstarctMap中， 内部类SimpleEntry的setValue()方法如下：

  public V setValue(V object) {            V result = value;            value = object;            return result; }

从中也可以发现，显然AbstractMap的各个实现类的VALUE也可以为null。

Hashtable是线程安全的，原因只是其各个实现方法加上了synchronized而HashMap没加。

    public synchronized int size() {        return size;    }

通过Collections.synchronizedMap()可以将HashMap转化为线程安全的Map，其余的集合类同理，都是加了个互斥锁。

public static <K, V> Map<K, V> synchronizedMap(Map<K, V> map) {        if (map == null) {            throw new NullPointerException("map == null");        }        return new SynchronizedMap<K, V>(map);    }

 static class SynchronizedMap<K, V> implements Map<K, V>, Serializable {        private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;        private final Map<K, V> m;        final Object mutex;        SynchronizedMap(Map<K, V> map) {            m = map;            mutex = this;        }        @Override        public void clear() {            synchronized (mutex) {                m.clear();            }        }        ……    }

2.3HashMap 和 WeakHashMap

HashMap中， 值是存放在HashMapEntry中的

class HashMapEntry<K, V> implements Entry<K, V>

而WeakHashMap中，存放值的Entry是个弱引用的

 private static final class Entry<K, V> extends WeakReference<K> implements            Map.Entry<K, V> {        ……        Entry(K key, V object, ReferenceQueue<K> queue) {            super(key, queue);            isNull = key == null;            hash = isNull ? 0 : Collections.secondaryHash(key);            value = object;        }        ……    }