JDK集合源码剖析(集合框架)

集合对于使用Java的人来说就好像是日常三餐一样,熟悉且必不可少。集合是Java中重要的知识点,虽然我们平时都用到它,但是我们真的了解什么场景下用什么集合类吗?哪些是有序的?哪些是无序的?哪些是线程安全的?哪些是线程不安全的?…本系列将从源码的角度来分析集合框架,知其然,同时知其所以然,下面开始我们的探索之旅~

Java集合工具包位于Java.util包下,包含了很多常用的数据结构,如数组、链表、栈、队列、集合、哈希表等。学习Java集合框架下大致可以分为如下五个部分:List列表、Set集合、Map映射、迭代器(Iterator、Enumeration)、工具类(Arrays、Collections)。

Java集合类的整体框架如下:

从上图中可以看出,集合类主要分为两大类:CollectionMap

Collection是List、Set等集合高度抽象出来的接口,它包含了这些集合的基本操作,它主要又分为两大部分:List和Set。

List接口通常表示一个列表(数组、队列、链表、栈等),其中的元素可以重复,常用实现类为ArrayListLinkedList,另外还有不常用的Vector。另外,LinkedList还是实现了Queue接口,因此也可以作为队列使用。

Set接口通常表示一个集合,其中的元素不允许重复(通过hashcodeequals函数保证),常用实现类有HashSetTreeSet,HashSet是通过Map中的HashMap实现的,而TreeSet是通过Map中的TreeMap实现的。另外,TreeSet还实现了SortedSet接口,因此是有序的集合(集合中的元素要实现Comparable接口,并覆写Compartor函数才行)。

我们看到,抽象类AbstractCollectionAbstractListAbstractSet分别实现了CollectionListSet接口,这就是在Java集合框架中用的很多的适配器设计模式,用这些抽象类去实现接口,在抽象类中实现接口中的若干或全部方法,这样下面的一些类只需直接继承该抽象类,并实现自己需要的方法即可,而不用实现接口中的全部抽象方法。

Map是一个映射接口,其中的每个元素都是一个key-value键值对,同样抽象类AbstractMap通过适配器模式实现了Map接口中的大部分函数,TreeMapHashMapWeakHashMap等实现类都通过继承AbstractMap来实现,另外,不常用的HashTable直接实现了Map接口,它和Vector都是JDK1.0就引入的集合类。

Iterator是遍历集合的迭代器(不能遍历Map,只用来遍历Collection),Collection的实现类都实现了iterator()函数,它返回一个Iterator对象,用来遍历集合,ListIterator则专门用来遍历List。而Enumeration则是JDK1.0时引入的,作用与Iterator相同,但它的功能比Iterator要少,它只能再Hashtable、Vector和Stack中使用。

ArraysCollections是用来操作数组、集合的两个工具类,例如在ArrayList和Vector中大量调用了Arrays.Copyof()方法,而Collections中有很多静态方法可以返回各集合类的synchronized版本,即线程安全的版本,当然了,如果要用线程安全的结合类,首选Concurrent并发包下的对应的集合类。

说明:本文图片为作者自己重新画的,便于自己理解,其余转载自:兰亭风雨

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