第四天 Java中的集合Collection

今天我们来看一下Collection集合

我们知道Collection里面主要包括了List 和Set两种

List中我们常用的有：ArrayList, LinkedList

Set中我们常用的有：HashSet, treeSet, TreeSet

下面我们来挨个的看看 这些底层都是什么 ，怎么操作的

 

ArrayList

我们先来看看 ArrayList的声明

里面很简单 ，就是一个Object[]的数组，出事容量为10

然后我们来看一下添加操作

可以看到add方法很简单，先判断是否有扩容，然后直接size++把数据添加到数组，而且这个操作是无锁的，所以也不是线程安全的

扩容条件就是 size + 1是否大于elementData.length

扩容数据是elementData.length+elementData.length/2 每次扩容，容量增加一半，但是我们知道这个add不是线程安全的，如果一个线程来添加数据没有问题，扩容也没有问题

但是多线程的时候就不行了 ，有可能出现扩容一半还是不能放下多线程同时添加的数据，所以扩容还有个规则，就是判断 elementData.length+elementData.length/2发现扩容一半还是小于 size+1 那就按照我们传递的扩容

ArrayList添加数据步骤【上面我们看到这个add是无锁操作，所示不是线程安全的】

第一步：先判断是否需要扩容

第二步：如果扩容，分三种情况，第一种：按照原始数组容量的一半扩容，第二种：按照我们传递的值扩容【多线程并发可能会出现】，第三种：直接最大容量扩散int的最大值

第三步：在object[]数组中 size++添加数据

LinkedList

然后我们再来看看 LinkedList这个底层是什么

我们看到LinkenList的底层是Node，那么Node有是什么那

很简单一个 双写的链表，那么我们来看看这个LinkedList的add方法是怎么工作的

 

 

我们可以看到Add方法其实很简单【链表是无锁操作所以不是线程安全的】

第一步：先拿出尾节点

第二步：创建新节点

第三步：把新节点赋值给尾节点

第四步：判断链表有没有数据，

第五步：如果没有数据，就把新节点作为第一个数据加入链表

第六步：如果有数据把新节点添加到链表尾部，然后size++【查询的时候很有用】

下面我们来看看 查询方法Get

 

 

Get操作就更清晰了，给出一个index然后去链表循环，但是我们知道 链表查询的时间复杂度是 0（n）的，所以数据越多查询越慢，所以这里使用了二分法查找

第一步：判断我们要查询的index是否小于链表容量的一半，

第二步：如果小于容量的一半就从链表头部循环查找

第三步：如果大于容量一半就从链表尾部循环查找

HashSet

我们现在来看一下 HashSet的源码是怎么操作的

很明显HashSet的底层就是一个hashMap，上一章我们总结了HashMap的底层就是一个数组+链表而且不是线程安全的

HashSet的添加方法就更简单了

直接就是HashMap的Put，只是添加的时候吧val添加成了一个固定的Object然后做了一个比较，

但是HashSet实现了Set，Set实现了Collection所以HashSet可以 iterator

HashSet 相对于List他是无序的，相对于Map他是可以iterator的，能foreach,并且它的val是一个默认的Object

TreeSet

 

很明显TreeSet底层就是一个 TreeMap，我们知道TreeMap底层是一个黑红树，所以TreeSet底层也是一个树

添加方法add也是直接调用了TreeMap的add，只是吧val添加成了一个默认值了

但是TreeSet底层是TreeMap 所以TreeMap有序，而且实现了Collection 所以是iterator，也就是说可以foreach

LinkedHashSet

很明显LinkedHashSet的底层是LinkedHashMap，而LinkenHashMap的底层是：双向链表+HashMap

所以LinkedHashSet的数据是有序的，而且因为实现了Collection 所以可以foreach

 

总结：

ArrayList：属于List不是线程安全的，底层是数组，添加数据前会先判断扩容，扩容分为三种方式 1：扩容量为原始容量的一般， 2：根据我们传递的值扩容【多线程并发原因前面我们说过】 3：最大容量扩容

LinkedList ：属于List不是线程安全的，底层是一个双向的链表，添加就是常规链表添加，只有在查找的时候根据我们查找的index 和容量/2做比较使用提升查找效率

HashSet ：属于Set不是线程安全的，底层是HashMap，只是在put的时候吧val设置为了一个固定的Object，因为实现了Collection 所以可以迭代

TreeSet：属于Set不是线程安全的，底层是TreeMap，只是在put的时候吧val设置为了一个固定的Object，因为实现了Collection 所以可以迭代

LinkedHashSet ：属于Set不是线程安全的，底层是LinkenHashMap只是在put的时候吧val设置为了一个固定的Object，因为实现了Collection 所以可以迭代