java集合

1、集合与数组

数组可以存基本数据类型和引用类型，长度固定 集合只能存引用类型，长度不固定

数组 asList 转集合 · 集合 toArray 转数组

2、集合主要类型

　　 collection：

　　　　 list：有序，有下标，可重复

　　　　　　 ArrayList：数组结构，线程不安全 查询快，增删慢 内存可以连续，因此内存使用率低

　　　　　　 Vector：数组结构，线程安全 查询快，增删慢

　　　　　　 LinkList：链表结构，线程不安全，查询慢，增删快 内存可以不连续，因此内存使用率高

　　　　 Set：无序，无下标，不可重复

　　　　　　 HashSet：底层是HashMap，HashSet的值存在Map的key上，value统一为present（一个静态的Object对象） 检查重复，先比较hashCode,hashCode相同的情况下再equals，add方法会调用hashMap的put方法

　　　　　　 linkHashSet：底层是linkHashMap treeSet：红黑树结构

　　 Map：键值对的形式

　　　　　　 HashMap：允许空值，线程不安全，JDK1.7之前数组+链表的形式（链表是为了解决哈希冲突或者叫哈希碰撞），1.8之后，链表长度超过阈值（默认8）时，转换为红黑树

　　　　　　 put的基本过程：新建一个HashMap时，长度为0，当放入第一个元素时，长度设置为默认值16。当存入元素时，会先进行hash运算，获取到哈希码即hashMap中数组对应位置，当对应位置不存在元素时，即将元素放入对应位置。如果对应位置存在别的元素时，则进行equal比较，返回true，说明存在相同元素则进行覆盖，返回false则拼接到链表当中，链表超过8时，转换为红黑树，提高执行效率。当Map中元素超过阈值时，默认是元素个数*0.75，则进行扩容，长度为原来的2倍。 JDK1.8主要解决或优化了一下问题： resize 扩容优化：扩容之后不需要重新计算hash值，元素会保留在原位，或者是原位+扩容大小的位置 引入了红黑树，目的是避免单条链表过长而影响查询效率，红黑树算法请参考 解决了多线程死循环问题，但仍是非线程安全的，多线程时可能会造成数据丢失问题。JDK1.7使用头插法比较快，但在多线程扩容时会引起倒 序和闭环的问题。所以1.8就采用了尾插法。Map的key需要遵循的规则 所有实例遵循equals和hashcode的相关规则。hashMap的长度是2的幂次方 减少hash碰撞，使元素分布更均匀

　　　　　　linkHashMap：需要实现comparable接口，重写comparato方法，或者建一个构造器compartor，自定义compare方法。 ​

　　　　　　HashTable：线程安全的HashMap，不允许null，不建议使用 ​

　　　　　　 TreeMap：需要有序遍历的时候用。需要实现comparable接口，重写comparato方法，或者建一个构造器compartor，自定义compare方法。 ​

　　　　　　 conCurrentHashMap：并发HashMap，元素不允许为null，在JDK1.7中，ConcurrentHashMap采用Segment + HashEntry的方式进行实现，结构如 下：一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构，一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组，每个 HashEntry 是一个链表结构的元素，每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元 素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment的锁。

　　　　1、该类包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment ；前者用来封装映射表的键值对，后者用来充当锁的角色；

　　　　2、Segment 是一种可重入的锁 ReentrantLock，每个 Segment 守护一个HashEntry 数组里得元素，当对 HashEntry 数组的数据 进行修改时，必须首先获得对应的 Segment 锁。 ​ 在JDK1.8中，放弃了Segment臃肿的设计，取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现， synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点，这样只要hash不冲突，就不会产生并发，效率又提升N倍。

快速失败制度：fast-fail 多个线程同时操作集合时，有可能触发。比如用迭代器，迭代List时，此时，别的线程对该list进行修改结构操作，就会抛出concurrentmodifycationException。因为迭代器需要用到modCount，来获取下一个元素，当修改List时，会修改modCount的值，从而抛 出异常，触发fast-fail机制。

collections操作集合的工具 Collections.unmodifiableCollection()--使集合不能修改; sort()--排序;reverse--倒序等；synchronizedList--转化为线程安全

遍历集合的方式 for 实现了随机快速查找接口（RandomAccess）的用 增强for 底层也是迭代器，未实现RandomAccess的用 迭代器Iterator 未实现RandomAccess的用，ListIterator，提供了倒序的遍历方式以及增（add）和改（set）的操作

transient修饰，防止被序列化，比敏感信息：密码等，不会被保存到磁盘当中 ArrayList的elementData加上transient修饰：每次序列化的时候，先调用默认的defaultWriteObject()方法，序列化非transient的元素，再对elementData遍历，序列化已存入的元素，从而加快了序列化的速度，同时减小了序列化之后文件的大小。

哈希值

把任意长度的二进制值，映射为固定长度的较小的二进制值，这个更小的二进制值就是哈希值

红黑树，提高执行效率，添加和删除用旋转方法，保持红黑树特性，特点：

1、特殊的二叉树，每个节点要么是红色，要么是黑色 ​

2、根节点必须是黑色

3、空节点的子节点必须是黑色

​4、红色节点的子节点必须是黑色

5、节点到任意子孙节点的黑色节点个数相同