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JAVA集合

网友: 技术文档 2025-07-26 19:45:39

大纲

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DelayQueue

建议学习ing

HashSet

  • HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的
  • 在 JDK1.8 中，实际上无论HashSet中是否已经存在了某元素，HashSet都会直接插入，只是会在add()方法的返回值处告诉我们插入前是否存在相同元素

HashMap

  • HashMap 可以存储 null 的 key 和 value，但 null 作为键只能有一个，null 作为值可以有多个
  • HashMap 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充，容量变为原来的 2 倍。
  • HashMap 会将其扩充为 2 的幂次方大小（HashMap 中的tableSizeFor()方法保证）
  • HashMap 对哈希值进行了高位和低位的混合扰动处理以减少冲突
  • 当链表长度大于阈值（默认为 8）（将链表转换成红黑树前会判断，如果当前数组的长度小于 64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树）时，将链表转化为红黑树
  • JDK1.7 及之前版本的 HashMap 在多线程环境下扩容操作可能存在死循环问题，这是由于当一个桶位中有多个元素需要进行扩容时，多个线程同时对链表进行操作，头插法可能会导致链表中的节点指向错误的位置，从而形成一个环形链表，进而使得查询元素的操作陷入死循环无法结束。
    JDK1.8 版本的 HashMap 采用了尾插法而不是头插法来避免链表倒置。

HashTable

  • Hashtable 不允许有 null 键和 null 值，否则会抛出 NullPointerException
  • 创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为 11，之后每次扩充，容量变为原来的 2n+1
  • Hashtable 直接使用键的 hashCode() 值
  • 使用 synchronized 来保证线程安全，效率非常低下。当一个线程访问同步方法时，其他线程也访问同步方法，可能会进入阻塞或轮询状态，如使用 put 添加元素，另一个线程不能使用 put 添加元素，也不能使用 get，竞争会越来越激烈效率越低。

ConcurrentHashMap

多线程下无法正确判定键值对是否存在（存在其他线程修改的情况），单线程是可以的（不存在其他线程修改的情况）

JDK1.7中ConcurrentHashMap 对整个桶数组进行了分割分段(Segment，分段锁)，每一把锁只锁容器其中一部分数据（下面有示意图），多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。
JDK1.8 的时候，ConcurrentHashMap 已经摒弃了 Segment 的概念，而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。

ConcurrentHashMap 的 key 和 value 不能为 null 主要是为了避免二义性。null 是一个特殊的值，表示没有对象或没有引用。如果你用 null 作为键，那么你就无法区分这个键是否存在于 ConcurrentHashMap 中，还是根本没有这个键。同样，如果你用 null 作为值，那么你就无法区分这个值是否是真正存储在 ConcurrentHashMap 中的，还是因为找不到对应的键而返回的。

多线程环境下，存在一个线程操作该 ConcurrentHashMap 时，其他的线程将该 ConcurrentHashMap 修改的情况，所以无法通过 containsKey(key) 来判断否存在这个键值对，也就没办法解决二义性问题了。

原子操作：putIfAbsent、compute、computeIfAbsent 、computeIfPresent、merge

fail-fast机制

多个线程对集合进行修改的时候，可能会抛出ConcurrentModificationException。

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