常用的几种java集合类总结

一：直观框架图

简单版：

详细版：

Java集合框架

Java集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），另一种是图（Map）。Collection接口又有3种子类型，List、Set和Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有ArrayList、lixxxxnkedList、HashSet、lixxxxnkedHashSet、HashMap、lixxxxnkedHashMap等等。Map常用的有HashMaplixxxxnkedHashMap等。

二、Collection接口

1.List

List接口扩展自Collection，它可以定义一个允许重复的有序集合，从List接口中的方法来看，List接口主要是增加了面向位置的操作，允许在指定位置上操作元素，同时增加了一个能够

双向遍历线性表的新列表迭代器ListIterator。AbstractList类提供了List接口的部分实现，

AbstractSequentialList扩展自AbstractList，主要是提供对链表的支持。下面介绍List接口的

两个重要的具体实现类，也是我们可能最常用的类，ArrayList和lixxxxnkedList。

1.1ArrayList

通过阅读ArrayList的源码，我们可以很清楚地看到里面的逻辑，它是用数组存储元素的，这

个数组可以动态创建，如果元素个数超过了数组的容量，那么就创建一个更大的新数组，并

将当前数组中的所有元素都复制到新数组中。假设第一次是集合没有任何元素，下面以插入

一个元素为例看看源码的实现。

1.

2.

1、找到add()实现方法。

3.

4.

5.

6.

public boolean add(E e) {

7.

8.

ensureCapacityInternal(size + 1);

// Increments modCount!!

9.

10.

elementData[size++] = e;

11.

12.

return true;

13.

14.

}

15.

16.

17.

18.

2、此方法主要是确定将要创建的数组大小。

19.

20.

21.

22.

private void ensureCapacityInternal(int

minCapacity) {

23.

24.

if (elementData ==

DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {

25.

26.

minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY minCapacity);

27.

28.

}

29.

30.

31.

32.

ensureExplicitCapacity(minCapacity);

33.

34.

}

35.

36.

37.

38.

private void ensureExplicitCapacity(int

minCapacity) {

39.

40.

modCount++;

41.

42.

if (minCapacity - elementData.length >

0)

43.

44.

grow(minCapacity);

45.

46.

}

47.

48.

49.

50.

3、最后是创建数组，可以明显的看到先是确定了添加元素后的大小之

后将元素复制到新数组中。

51.

52.

53.

54.

private void grow(int minCapacity) {

55.

56.

// overflow-conscious code

57.

58.

int oldCapacity = elementData.length;

59.

60.

int newCapacity = oldCapacity +

(oldCapacity >> 1);

61.

62.

if (newCapacity - minCapacity < 0)

63.

64.

newCapacity = minCapacity;

65.

66.

if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE >

0)

67.

68.

newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);

69.

70.

// minCapacity is usually close to size so

this is a win:

71.

72.

elementData = Arrays.copyOf(elementData

newCapacity);

73.

74.

}

1.2lixxxxnkedList

同样，我们打开lixxxxnkedList的源文件，不难看到lixxxxnkedList是在一个链表中存储元素。

在学习数据结构的时候，我们知道链表和数组的最大区别在于它们对元素的存储方式的不同

导致它们在对数据进行不同操作时的效率不同，同样，ArrayList与lixxxxnkedList也是如此，

实际使用中我们需要根据特定的需求选用合适的类，如果除了在末尾外不能在其他位置插入

或者删除元素，那么ArrayList效率更高，如果需要经常插入或者删除元素，就选择lixxxxnkedList。

1.3CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList，是一个线程安全的List接口的实现，它使用了ReentrantLock锁来保

证在并发情况下提供高性能的并发读取。

2.Set

Set接口扩展自Collection，它与List的不同之处在于，规定Set的实例不包含重复的元素。

在一个规则集内，一定不存在两个相等的元素。AbstractSet是一个实现Set接口的抽象类，Set接口有三个具体实现类，分别是散列集HashSet、链式散列集lixxxxnkedHashSet和树形集TreeSet。

2.1HashSet

散列集HashSet是一个用于实现Set接口的具体类，可以使用它的无参构造方法来创建空的

散列集，也可以由一个现有的集合创建散列集。在散列集中，有两个名词需要关注，初始容

量和客座率。客座率是确定在增加规则集之前，该规则集的饱满程度，当元素个数超过了容

量与客座率的乘积时，容量就会自动翻倍。

从输出结果我们可以看到，规则集里最后有4个元素，而且在输出时元素还是无序的。

2.2lixxxxnkedHashSet

lixxxxnkedHashSet是用一个链表实现来扩展HashSet类，它支持对规则集内的元素排序。HashSet中的元素是没有被排序的，而lixxxxnkedHashSet中的元素可以按照它们插入规则集

的顺序提取。

2.3TreeSet

TreeSet扩展自AbstractSet，并实现了NavigableSet，AbstractSet扩展自AbstractCollection，

树形集是一个有序的Set，其底层是一颗树，这样就能从Set里面提取一个有序序列了。在实

例化TreeSet时，我们可以给TreeSet指定一个比较器Comparator来指定树形集中的元素顺序。树形集中提供了很多便捷的方法。

3.Queue

队列是一种先进先出的数据结构，元素在队列末尾添加，在队列头部删除。Queue接口扩展

自Collection，并提供插入、提取、检验等操作。

上图中，方法offer表示向队列添加一个元素，poll()与remove()方法都是移除队列头部的元素，两者的区别在于如果队列为空，那么poll()返回的是null，而remove()会抛出一个异常。

方法element()与peek()主要是获取头部元素，不删除。

接口Deque，是一个扩展自Queue的双端队列，它支持在两端插入和删除元素，因为lixxxxnkedList类实现了Deque接口，所以通常我们可以使用lixxxxnkedList来创建一个队列。PriorityQueue类实现了一个优先队列，优先队列中元素被赋予优先级，拥有高优先级的先被

删除。

三、Map接口

1.HashMap

HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现，继承自AbstractMap，AbstractMap是部分

实现Map接口的抽象类。在平时的开发中，HashMap的使用还是比较多的。我们知道ArrayList主要是用数组来存储元素的，lixxxxnkedList是用链表来存储的，那么HashMap的

实现原理是什么呢？先看下面这张图：

在之前的版本中，HashMap采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表

都存储在一个链表里。但是当链表中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值

依次查找的效率较低。而JDK1.8中，HashMap采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超

过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

下面主要通过源码介绍一下它的实现原理。

HashMap存储元素的数组

transient Node[] table;

数组的元素类型是Node，Node继承自Map.Entry，表示键值对映射。

1.

2.

static class Node implements

Map.Entry {

3.

4.

final int hash;

5.

6.

final K key;

7.

8.

V value;

9.

10.

Node next;

11.

12.

13.

14.

//构造函数 ( Hash值键值下一个节点 )

15.

16.

Node( int hash K key V value Node next) {

17.

18.

this.hash = hash;

19.

20.

this.key = key;

21.

22.

this.value = value;

23.

24.

this.next = next;

25.

26.

}

27.

28.

29.

30.

public final K getKey() { return key; }

31.

32.

public final V getValue()

{ return value; }

33.

34.

public final String toString()

{ return key + "=" + value; }

35.

36.

37.

38.

public final int hashCode() {

39.

40.

return obxxxxjects.hashCode(key) ^ obxxxxjects.hashCode(value);

41.

42.

}

43.

44.

45.

46.

public final V setValue(V newValue) {

47.

48.

V oldValue = value;

49.

50.

value = newValue;

51.

52.

return oldValue;

53.

54.

}

55.

56.

57.

58.

public final boolean equals(obxxxxject o) {

59.

60.

if (o == this)

61.

62.

return true;

63.

64.

if (o instanceof Map.Entry) { 65.

66.

Map.Entry e = (Map.Entry)o;

67.

68.

if (obxxxxjects.equals(key

e.getKey()) &&

69.

70.

obxxxxjects.equals(value

e.getValue()))

71.

72.

return true;

73.

74.

}

75.

76.

return false;

77.

78.

}

79.

80.

}

接下来我们看下HashMap的put操作。

1.

2.

final V putVal(int hash K key V value boolean onlyIfAbsent

3.

4.

boolean evict) {

5.

6.

Node[] tab; Node p; int n i;

7.

8.

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)

9.

10.

n = (tab = resize()).length;

//如果没有初始化则初始化table

11.

12.

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)