00 JDK常见数据结构

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。

JDK中常使用的数据结构如下：

 

 

 

 

List

ArrayList：基于数组实现，非线程安全，访问速度快，插入和移除性能较差，可以放null元素；

LinkedList：基于链表实现，非线程安全，插入和删除操作更加高效，访问速度较ArrayList慢。

CopyOnWriteArrayList：基于数组实现，每次对该对象操作时，都会复制之前数组创建一个新的数组，性能开销较大。适合使用在读操作远远大于写操作的场景里，比如缓存。

Vector：Vector与ArrayList基本是一致的，不同的是Vector是线程安全的，会在可能出现线程安全的方法前面加上synchronized关键字。随机访问速度快，插入和移除性能较差。该类可以使用Collections.synchronizedList替换掉。

Stack：继承Vector，后进先出，实现了一些栈基本操作的方法，线程安全。

Map

HashMap：非线程安全，读写效率较高。基于数组、链表、红黑树实现，内部维护着一个数组table，该数组保存着每个头结点； 在链表长度大于8的时候，将后面的数据存在红黑树中，以加快检索速度。

 

 

Hashtable：线程安全类，基于数组和链表实现，内部维护着一个数组table，该数组保存着每个链表的头结点。对hashtable操作是用synchronized保障线程安全。

TreeMap：非线程安全，是一个有序Map，会将Key按照自然顺序进行排序或者根据创建映射时提供的Comparator接口进行排序。基于红黑树实现。

LinkedHashMap：非线程安全，继承HashMap，维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序，该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。

ConcurrentHashMap：线程安全，基于数组、链表、红黑树的数据结构来实现，并发控制使用Synchronized和CAS，每次操作只锁首节点。

ConcurrentSkipListMap：线程安全, 是一个有序Map,是基于跳表实现的，原理是先大步查找确定范围，再逐渐缩小。并发控制使用CAS

 

 

跳跃表具有以下几个特点：

最底层包含所有节点的一个有序的链表

每一层都是一个有序的链表

每个节点都有两个指针，一个指向右侧节点（没有则为空），一个指向下层节点（没有则为空）

一个头节点指向最高层的第一个节点，通过它可以遍历整张表

WeakHashMap：非线程安全, 基于Entry数组和链表实现，内部是通过弱引用来管理entry的，可以被GC自动回收，适用于缓存的场景。当使用 WeakHashMap 时，即使没有显示的添加或删除任何元素，也可能发生如下情况：

       (1)调用两次size()方法返回不同的值；

       (2)两次调用isEmpty()方法，第一次返回false，第二次返回true；

       (3)两次调用containsKey()方法，第一次返回true，第二次返回false，尽管两次使用的是同一个key；

       (4)两次调用get()方法，第一次返回一个value，第二次返回null，尽管两次使用的是同一个对象。

IdentityHashMap：非线程安全, 基于数组实现，在判断Map中的两个key是否相等时，只通过==来判断，而不通过equals，也就是说，如果两个key相同，那么这两个key必须是同一个对象。key和value的值实际上都是存储在数组中的，而且val是挨着key存储的。

Set

HashSet：基于HashMap实现，值不能重复，无序集合，性能较好，非线程安全；

TreeSet：基于TreeMap实现，值不能重复，按照compareTo方法对对象排序，有序集合，非线程安全；

LinkedHashSet：继承HashSet，基于LinkedHashMap实现，是一个保存了插入顺序的Set，非线程安全；

Queue

ArrayBlockingQueue：线程安全，由数组构成的一个有界队列，按照FIFO（先进先出）原则，不支持扩容，一旦创建，就不能在增加其容量；

LinkedBlockingQueue：线程安全，基于链表实现，如果不指定容量，默认为Integer.MAX_VALUE，也就是无界队列，如果指定容量是个有界队列。按照FIFO（先进先出）原则

PriorityBlockingQueue：线程安全，一个支持线程优先级排序的无界队列，默认自然序进行排序，也可以自定义实现compareTo()方法来指定元素排序规则，不能保证同优先级元素的顺序。。

SynchronousQueue：线程安全，此队列设计的理念类似于"单工模式",对于每个put/offer操作,必须等待一个take/poll操作。

DelayQueue：线程安全，一个实现PriorityBlockingQueue实现延迟获取的无界队列，在创建元素时，可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有延时期满后才能从队列中获取元素。可适用于缓存系统、定时任务调度等

LinkedTransferQueue：线程安全，采用一种预占模式。意思就是消费者线程取元素时，如果队列为空，那就生成一个节点（节点元素为null）入队，然后消费者线程被等待在这个节点上，后面生产者线程入队时发现有一个元素为null的节点，生产者线程就不入队了，直接就将元素填充到该节点，并唤醒该节点等待的线程，被唤醒的消费者线程取走元素，从调用的方法返回。我们称这种节点操作为“匹配”方式。