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集合源码口水话 集合源码口水话
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1. ArrayList 1. ArrayList
2. Vector 2. Vector
@ -65,7 +69,7 @@ HashMap 非线程安全,如果需要满足线程安全,可以用 Collections
同时,取 hash 的时候是通过 hashCode 的高十六位和低十六位异或得到,这样做在数组长度比较小的时候也能保证高位 bit 都能参与到 hash 计算中,同时不会有太大开销。 同时,取 hash 的时候是通过 hashCode 的高十六位和低十六位异或得到,这样做在数组长度比较小的时候也能保证高位 bit 都能参与到 hash 计算中,同时不会有太大开销。
然后再讲一下扩容机制,扩容的时候是容量翻倍,也就是 x2,这也同时保证了长度依旧是 2 的次方,所以前面基于位运算取索引的优化得以保留。既然数组长度改变了,那么肯定需要重新计算索引位置呀?这里又有一个优化点,当 n 为 2 次方时,x2 不过是在高位补 1,然后在进行与运算,与 1 进行与运算就是它本身嘛。所以这时只需要看 hash 的高位是 1 还是 0,如果是 0,索引不变,如果是 1,新索引就是原索引加旧桶值。这也就避免了重新计算索引,只需要看 hash 的高位是 1 还是 0 即可。但是你可能会说,这必须得保证数组长度为 n 次方呀,我们可以在初始化 HashMap 时传一个非 2 的 n 次方的数,这就炸了。其实呢,HashMap 会根据你传的舒适容量,自动调节到 2 的 n 次方上,比如传 15 就是 16,传 17 呢就是 32,向上转一个最接近的 2 次幂数。 然后再讲一下扩容机制,扩容的时候是容量翻倍,也就是 x2,这也同时保证了长度依旧是 2 的次方,所以前面基于位运算取索引的优化得以保留。既然数组长度改变了,那么肯定需要重新计算索引位置呀?这里又有一个优化点,当 n 为 2 次方时,x2 不过是在高位补 1,然后在进行与运算,与 1 进行与运算就是它本身嘛。所以这时只需要看 hash 的高位是 1 还是 0,如果是 0,索引不变,如果是 1,新索引就是原索引加旧桶值。这也就避免了重新计算索引,只需要看 hash 的高位是 1 还是 0 即可。但是你可能会说,这必须得保证数组长度为 n 次方呀,我们可以在初始化 HashMap 时传一个非 2 的 n 次方的数,这就炸了。其实呢,HashMap 会根据你数组容量,自动调节到 2 的 n 次方上,比如传 15 就是 16,传 17 呢就是 32,向上转一个最接近的 2 次幂数。
最后,在这里面我并没有将 HashMap 的具体 put/remove/get 的实现,这些其实就是数组或链表或红黑树的操作,数组和链表大家都很熟悉了,红黑树我也不是很懂,只需要记得每次 put/remove 时,都会进行着色和旋转,使得红黑树更加平衡。再不济就把红黑树看成一颗二叉搜索树也行趴。 最后,在这里面我并没有将 HashMap 的具体 put/remove/get 的实现,这些其实就是数组或链表或红黑树的操作,数组和链表大家都很熟悉了,红黑树我也不是很懂,只需要记得每次 put/remove 时,都会进行着色和旋转,使得红黑树更加平衡。再不济就把红黑树看成一颗二叉搜索树也行趴。
@ -79,7 +83,7 @@ Hashtable 在扩容时,是 x2 + 1 的。Hashtable 在处理 hash冲突时,
TreeMap 底层的数据结构就是红黑树,和 HashMap 的红黑树结构一样。不同的是,TreeMap 通过 compare 来比较 key 的大小,然后利用红黑树左小右大的特性,为每个 key 找到自己的位置,维护了 key 的大小关系,适用于 key 需要排序的场景。 TreeMap 底层的数据结构就是红黑树,和 HashMap 的红黑树结构一样。不同的是,TreeMap 通过 compare 来比较 key 的大小,然后利用红黑树左小右大的特性,为每个 key 找到自己的位置,维护了 key 的大小关系,适用于 key 需要排序的场景。
因为底层使用的是红黑树的结构,所以它的 put/remove/get 等方法实际复杂度都是 log(n) 的。 因为底层使用的是红黑树的结构,所以它的 put/remove/get 等方法时间复杂度都是 log(n) 的。
#### LinkedHashMap #### LinkedHashMap
@ -91,7 +95,7 @@ LinkedHashMap 本身是继承 HashMap 的,所以它拥有 HashMap 的所有特
但是呢,LinkedHashMap 只提供了单向访问,即按照插入的顺序从头到尾进行访问,不能像 LinkedList 那样可以双向访问。 但是呢,LinkedHashMap 只提供了单向访问,即按照插入的顺序从头到尾进行访问,不能像 LinkedList 那样可以双向访问。
在使用 LRU 策略时,可以覆写删除策略的方法 removeEldestEntry 方法,比如可以指定当节点数大于 10 就开始头结点(size() > 10)等等。 在使用 LRU 策略时,可以覆写删除策略的方法 removeEldestEntry 方法,比如可以指定当节点数大于 10 就开始删除头结点(size() > 10)等等。
#### HashSet #### HashSet
@ -120,13 +124,13 @@ CopyOnWriteArrayList 读的时候不需要加锁,适合读多写少的场景
#### ConcurrentHashMap #### ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap 和 HashMap 相比,它的底层也是使用数组 + 链表 + 红黑树来实现的,不过新增了转移节点(ForwardingNode),是为了保证扩容时的线程安全的节点。而且红黑树结构略有不同,HashMap 的红黑树节点叫做 TreeNode,TreeNode 不仅仅有属性,是维护者红黑树的结构,比如说查找、新增等;ConcurrentHashMao 中红黑树被拆分成两块,TreeNode 仅仅维护属性和查找功能,新增了 TreeBin,来维护红黑树结构,并负责根节点的加锁和解锁。 ConcurrentHashMap 和 HashMap 相比,它的底层也是使用数组 + 链表 + 红黑树来实现的,不过新增了转移节点(ForwardingNode),是为了保证扩容时的线程安全的节点。而且红黑树结构略有不同,HashMap 的红黑树节点叫做 TreeNode,TreeNode 不仅仅有属性,还维护着红黑树的结构,比如说查找、新增等;ConcurrentHashMap 中红黑树被拆分成两块,TreeNode 仅仅维护属性和查找功能,新增了 TreeBin,来维护红黑树结构,并负责根节点的加锁和解锁。
和 HashTable 相比,它也是线程安全的,但是 ConcurrentHashMap 多个线程同时进行 put、remove 等操作时并不会阻塞,可以同时进行;HashTable 在操作时,会锁住整个 Map。 和 HashTable 相比,它也是线程安全的,但是 ConcurrentHashMap 多个线程同时进行 put、remove 等操作时并不会阻塞,可以同时进行;HashTable 在操作时,会锁住整个 Map。
ConcurrentHashMap 在 put 时,在一个 for 死循环里面,也就是一定能保证 put 成功。第一次 put 时,会先通过 CAS 保证只有一个线程扩容,如果有其他线程在执行扩容操作,就会调用 Thread.yield 释放当前 CPU 调度权,重新发起锁的竞争,这一步是在一个 while 循环里面去做的只要容量为空,就一直循环。再求出 table 索引之后,如果该槽点为空并不是直接新增,而是通过 CAS 新增。如果判断当前是转移节点(转移节点的 hash 值固定为 MOVED 为 -1),表示该槽点正在扩容,就会一直等待扩容完成;如果当前槽点有值,就是 key 的 hash 冲突的情况,此时槽点上可能是链表或红黑树,这时候就会通过 synchronized 锁住槽点,来保证同一时刻只会有一个线程能对槽点进行修改。也就是说,put 是通过自旋 + CAS + 锁来实现线程安全的。 ConcurrentHashMap 在 put 时,在一个 for 死循环里面,也就是一定能保证 put 成功。第一次 put 时,会先通过 CAS 保证只有一个线程扩容,如果有其他线程在执行扩容操作,就会调用 Thread.yield 释放当前 CPU 调度权,重新发起锁的竞争,这一步是在一个 while 循环里面去做的只要容量为空,就一直循环。再求出 table 索引之后,如果该槽点为空并不是直接新增,而是通过 CAS 新增。如果判断当前是转移节点(转移节点的 hash 值固定为 MOVED 为 -1),表示该槽点正在扩容,就会一直等待扩容完成;如果当前槽点有值,就是 key 的 hash 冲突的情况,此时槽点上可能是链表或红黑树,这时候就会通过 synchronized 锁住槽点,来保证同一时刻只会有一个线程能对槽点进行修改。也就是说,put 是通过自旋 + CAS + 锁来实现线程安全的。
在进行扩容时,首先需要把老数组的值全部拷贝到新数组上,先从数组的队尾开始拷贝,拷贝数组的槽点时,会先把原数组的槽点,保证原数组槽点不能操作,成功拷贝到新数组时,把原数组槽点赋值为转移节点。如果此时有数据要 put 到此槽点就会一直等待。拷贝时也是扩容原数组两倍大小。 在进行扩容时,首先需要把老数组的值全部拷贝到新数组上,先从数组的队尾开始拷贝,拷贝数组的槽点时,会先把原数组的槽点锁住,保证原数组槽点不能操作,成功拷贝到新数组时,把原数组槽点赋值为转移节点。如果此时有数据要 put 到此槽点就会一直等待。拷贝时也是扩容原数组两倍大小。
ConcurrentHashMap 的 get 和 HashMap 基本无差。 ConcurrentHashMap 的 get 和 HashMap 基本无差。
@ -148,7 +152,7 @@ LinkedBlockingQueue 主要用在线程池中,当我们使用 Executors 的 new
SynchronousQueue 是一个不存储元素的阻塞队列,每一个 put 操作必须等待 take 操作,否则不能添加元素。在使用 Executors 的 newCachedThreadPool 创建线程池用的就是它,在 AsyncTask 创建的一个单线程池用的也是它,核心线程数为 1,最大线程数为 20,非核心线程空闲存活时间为三秒,适合任务多但是执行比较快的场景中。 SynchronousQueue 是一个不存储元素的阻塞队列,每一个 put 操作必须等待 take 操作,否则不能添加元素。在使用 Executors 的 newCachedThreadPool 创建线程池用的就是它,在 AsyncTask 创建的一个单线程池用的也是它,核心线程数为 1,最大线程数为 20,非核心线程空闲存活时间为三秒,适合任务多但是执行比较快的场景中。
源水太深了,还没看明白,待定。 水太深了,还没看明白,待定。
#### SparseArray #### SparseArray
@ -174,4 +178,4 @@ ArrayMap 在 put/remove 时,和 SparseArray 基本一致,也是通过二分
除了 put 方法,ArrayMap 和 SparseArray 都有一个 append 方法,它和 put 很相似,append 的差异在于该方法不会去做扩容操作,是一个轻量级的插入方法。在明确知道肯定会插入队尾的情况下使用 append 性更好,因为 put 一上来就做二分查找,时间复杂度 O(logn),而 append 时间复杂度为 O(1)。 除了 put 方法,ArrayMap 和 SparseArray 都有一个 append 方法,它和 put 很相似,append 的差异在于该方法不会去做扩容操作,是一个轻量级的插入方法。在明确知道肯定会插入队尾的情况下使用 append 性更好,因为 put 一上来就做二分查找,时间复杂度 O(logn),而 append 时间复杂度为 O(1)。
ArraySet 也是 Android 特有的数据结构,用来替代 HashSet 的,和 ArrayMap 几乎一致,包含了缓存机制、扩容机制。 ArraySet 也是 Android 特有的数据结构,用来替代 HashSet 的,和 ArrayMap 几乎一致,包含了缓存机制、扩容机制
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