2022年10月22日 18:26 周六转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!
总结
#
Java7 中 ConcurrentHashMap 使用的分段锁，也就是每一个 Segment 上同时只有一个线程可以操作，每一个 Segment 都是一个类似 HashMap 数组的结构，每一个HashMap可以扩容，它的冲突会转化为链表。但是 Segment 的个数一但初始化就不能改变。
Java8 中的 ConcurrentHashMap 使用的 Synchronized 锁加 CAS 的机制。结构也由 Java7 中的 Segment 数组 + HashEntry 数组 + 链表 进化成了 Node 数组 + 链表 / 红黑树，Node 是类似于一个 HashEntry 的结构。它的冲突再达到一定大小时会转化成红黑树，在冲突小于一定数量时又退回链表。
源码 （略过）
#
ConcurrentHashMap1.7
#
- 存储结构
- Segment数组（该数组用来加锁，每个数组元素是一个HashEntry数组（该数组可能包含链表）
- 如图，ConcurrentHashMap由多个Segment组合，每一个Segment是一个类似HashMap的结构，每一个HashMap内部可以扩容，但是Segment个数初始化后不能改变，默认16个（即默认支持16个线程并发）
ConcurrentHashMap1.8
#
2022年10月21日 15:30 周五 转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!
HashMap简介
#
- HashMap用来存放键值对，基于哈希表的Map接口实现，是非线程安全的
- 可以存储null的key和value，但null作为键只能有一个
- JDK8之前，HashMap由数组和链表组成，链表是为了解决哈希冲突而存在；JDK8之后，当链表大于阈值（默认8），则会选择转为红黑树（当数组长度大于64则进行转换，否则只是扩容），以减少搜索时间
- HashMap默认初始化大小为16，每次扩容为原容量2倍，且总是使用2的幂作为哈希表的大小
底层数据结构分析
#
JDK8之前，HashMap底层是数组和链表，即链表散列；通过key的hashCode，经过扰动函数，获得hash值，然后再通过(n-1) & hash 判断当前元素存放位置（n指的是数组长度），如果当前位置存在元素，就判断元素与要存入的元素的hash值以及key是否相同，相同则覆盖，否则通过拉链法解决
扰动函数，即hash(Object key)方法
//JDK1.8
static final int hash(Object key) {
int h;
// key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode
// ^ ：按位异或
// >>>:无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
JDK1.7
//JDK1.7 , 则扰动了4次，性能较差
static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
JDK1.8之后，当链表长度大于阈值（默认为 8）时，会首先调用 treeifyBin()方法。这个方法会根据 HashMap 数组来决定是否转换为红黑树。只有当数组长度大于或者等于 64 的情况下，才会执行转换红黑树操作，以减少搜索时间。否则，就是只是执行 resize() 方法对数组扩容。相关源码这里就不贴了，重点关注 treeifyBin()方法即可！
...
2022年10月20日 17:01 周四 转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!
简介
#
3. 扩容机制分析 ( JDK8 )
#
ArrayList的构造函数
- 三种方式初始化，构造方法源码
- 空参，指定大小，指定集合 （如果集合类型非Object[].class，则使用Arrays.copyOf转为Object[].class)
- 以无参构造方式创建ArrayList时，实际上初始化赋值的是空数组；当真正操作时才分配容量，即添加第一个元素时扩容为10
/**
* 默认初始容量大小
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
*默认构造函数，使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造)
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 带初始容量参数的构造函数。（用户自己指定容量）
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {//初始容量大于0
//创建initialCapacity大小的数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等于0
//创建空数组
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {//初始容量小于0，抛出异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
/**
*构造包含指定collection元素的列表，这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回
*如果指定的集合为null，throws NullPointerException。
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
以无参构造参数函数为例
先看下面的 add()方法扩容
...
2022年10月19日 17:26 周三 转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!
集合判空
#
//阿里巴巴开发手册
判断所有集合内部的元素是否为空，使用 isEmpty() 方法，而不是 size()==0 的方式。
集合转Map
#
//阿里巴巴开发手册
...
2022年10月18日 08:54 周二 转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!
Map
#
HashMap和Hashtable的区别
HashMap是非线程安全的，Hashtable是线程安全的，因为Hashtable内部方法都经过synchronized修饰（不过要保证线程安全一般用ConcurrentHashMap）
由于加了synchronized修饰，HashTable效率没有HashMap高
HashMap可以存储null的key和value，但null作为键只能有一个**；HashTable不允许有null键和null值**
初始容量及每次扩容
- Hashtable默认初始大小11，之后扩容为2n+1;HashMap初始大小16，之后扩容变为原来的2倍
- 如果指定初始大小，HashTable直接使用初始大小
而HashMap 会将其扩充为 2 的幂次方大小（HashMap 中的**tableSizeFor()**方法保证，下面给出了源代码）。也就是说 HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是 2 的幂次方
底层数据结构
- JDK1.8之后HashMap解决哈希冲突时，当链表大于阈值（默认8）时，将链表转为红黑树（转换前判断，如果当前数组长度小于64，则先进行数组扩容，而不转成红黑树），以减少搜索时间。
- Hashtable没有上面的机制
/**
HashMap 中带有初始容量的构造函数：
*/
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
/*下面这个方法保证了 HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小。*/
/**
* Returns a power of two size for the given target capacity.
*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
HashMap和hashSet区别
...
2022年10月17日 08:55 周一 转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!
集合包括Collection和Map，Collection 存放单一元素。Map 存放键值对
#
List，Set，Queue，Map区别
#
List(对付顺序的好帮手): 存储的元素是有序的、可重复的。Set(注重独一无二的性质): 存储的元素是无序的、不可重复的。Queue(实现排队功能的叫号机): 按特定的排队规则来确定先后顺序，存储的元素是有序的、可重复的。Map(用 key 来搜索的专家): 使用键值对（key-value）存储，类似于数学上的函数 y=f(x)，“x” 代表 key，“y” 代表 value，key 是无序的、不可重复的，value 是无序的、可重复的，每个键最多映射到一个值。
各种集合框架–底层数据结构
#
- List
- ArrayList、Vector —-> Object[] 数组
- LinkedList 双向链表 (jdk 1.6 之前为循环链表, 1.7 取消了循环)
- Set
- HashSet （无序，唯一），且基于HashMap
- LinkedHashSet 是HashSet的子类，基于LinkedHashMap
(LinkedHashMap内部基于HashMap实现)
- TreeSet(有序，唯一) ：红黑树（自平衡的排序二叉树）
- Queue (队列)
- PriorityQueue：Object[] 数组来实现二叉堆
- ArrayQueue：Object[] 数组+ 双指针
- Map
可以发现 Java8 的 ConcurrentHashMap 相对于 Java7 来说变化比较大，不再是之前的 Segment 数组 + HashEntry 数组 + 链表，而是 Node 数组 + 链表 / 红黑树。当冲突链表达到一定长度时，链表会转换成红黑树。