1.List
1.1 Arraylist 與 LinkedList 區別
- 是否保證線程安全: ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的,也就是不保證線程安全;
- 底層數據結構: Arraylist 底層使用的是 Object 數組;LinkedList 底層使用的是 雙向鏈表 數據結構
- 插入和刪除是否受元素位置的影響: ① ArrayList 采用數組存儲,所以插入和刪除元素的時間復雜度受元素位置的影響。 比如:執行add(E e)方法的時候, ArrayList 會默認在將指定的元素追加到此列表的末尾,這種情況時間復雜度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和刪除元素的話(add(int index, E element))時間復雜度就為 O(n-i)。因為在進行上述操作的時候集合中第 i 和第 i 個元素之后的(n-i)個元素都要執行向后位/向前移一位的操作。 ② LinkedList 采用鏈表存儲,所以插入,刪除元素時間復雜度不受元素位置的影響,都是近似O(1)而數組為近似O(n)。
- 是否支持快速隨機訪問: LinkedList 不支持高效的隨機元素訪問,而 ArrayList 支持。快速隨機訪問就是通過元素的序號快速獲取元素對象(對應于get(int index)方法)。
- 內存空間占用: ArrayList的空間浪費主要體現在在list列表的結尾會預留一定的容量空間,而LinkedList的空間花費則體現在它的每一個元素都需要消耗比ArrayList更多的空間(因為要存放直接后繼和直接前驅以及數據)。
- 注意:
- ArrayList遍歷時使用普通for循環較快.
- LinkedList遍歷時使用迭代器較快.
1.2 List中的迭代器
for(Object obj : list){ list.remove(obj) }
注意: 一般list中迭代器不能使用此種方法移除元素,會觸發 ConcurrentModifyException,如果要刪除可以使用Iterator.remove() 此處如果切換成CopyOnWriteArrayList則可以正常刪除
1.3 ArrayList的擴容機制
詳見:
https://github.com/Snailclimb/JAVAGuide/blob/master/docs/java/collection/ArrayList-Grow.md
Map
2.1 Java1.8底層實現
底層=數組+鏈表(大小超過8,轉換為紅黑樹)
HashMap 通過 key 的 hashCode 經過擾動函數處理過后得到 hash 值,然后通過 (n - 1) & hash 判斷當前元素存放的位置(這里的 n 指的是數組的長度),如果當前位置存在元素的話,就判斷該元素與要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的話,直接覆蓋,不相同就通過拉鏈法解決沖突。
所謂擾動函數指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是擾動函數是為了防止一些實現比較差的 hashCode() 方法,換句話說使用擾動函數之后可以減少碰撞。
//hash方法 static final int hash(Object key) { int h; // key.hashCode():返回散列值也就是hashcode // ^ :按位異或 // >>>:無符號右移,忽略符號位,空位都以0補齊 return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); //擾動函數進行處理 }
2.2 HashMap長度為什么是2的冪次方
一般用hash對map的長度取模使用,當且僅當length是2的冪次方時,hash%length==hash&(length-1)成立,這樣的話位與比取模%運算要更快
2.3 HashMap線程不安全問題
HashMap不是線程安全的類,兩個線程同時去put可能引起數據不一致,在1.7以前還存在閉鏈問題,1.8以后解決了這個問題,并發環境下建議使用ConcurrentHashMap;
詳情參見:
https://coolshell.cn/articles/9606.html
2.4 HashMap的其他資料
更詳細的資料, 請參見:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/21673805
2.5 ConcurrentHashMap的基本結構
1.底層數據結構:
JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底層采用 分段的數組+鏈表 實現,JDK1.8 采用的數據結構跟HashMap1.8的結構一樣,數組+鏈表/紅黑二叉樹。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底層數據結構類似都是采用 數組+鏈表 的形式,數組是 HashMap 的主體,鏈表則是主要為了解決哈希沖突而存在的;
2.實現線程安全的方式:
① 在JDK1.7的時候,ConcurrentHashMap(分段鎖) 對整個桶數組進行了分割分段(Segment),每一把鎖只鎖容器其中一部分數據,多線程訪問容器里不同數據段的數據,就不會存在鎖競爭,提高并發訪問率。 到了 JDK1.8 的時候已經摒棄了Segment的概念,而是直接用 Node 數組+鏈表+紅黑樹的數據結構來實現,并發控制使用 synchronized 和 CAS 來操作。(JDK1.6以后 對 synchronized鎖做了很多優化) 整個看起來就像是優化過且線程安全的 HashMap,雖然在JDK1.8中還能看到 Segment 的數據結構,但是已經簡化了屬性,只是為了兼容舊版本;synchronized只鎖定當前鏈表或紅黑二叉樹的首節點,這樣只要hash不沖突,就不會產生并發,效率又提升N倍。
Set
當你把對象加入HashSet時,HashSet會先計算對象的hashcode值來判斷對象加入的位置,同時也會與其他加入的對象的hashcode值作比較,如果沒有相符的hashcode,HashSet會假設對象沒有重復出現。但是如果發現有相同hashcode值的對象,這時會調用equals()方法來檢查hashcode相等的對象是否真的相同。如果兩者相同,HashSet就不會讓加入操作成功。
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