java.util.Collection源码分析和深度讲解

写在开头

　　java.util.Collection 作为Java开发最常用的接口之一，我们经常使用，今天我带大家一起研究一下Collection接口，希望对大家以后的编程以及系统设计能有所帮助，本文所研究的jdk版本为jdk1.8.0_131

明确一下几点：

- 　　Collection是接口，其继承了Iterable接口
- 　　Collection属于单值类型集合，重点子接口List接口和Set接口

Java.util.List接口(有序、不唯一)

ArraryList

　　ArrayList 是一个数组队列，相当于 动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。ArrayList是非同步的，效率高但是线程不安全，Collections.sychromiziedList(new ArraryList<>());可以让那个ArrayList变成线程安全类

- ArrayList是基于动态数组实现的，在增删时候，需要数组的拷贝复制。

- ArrayList的默认初始化容量是10，每次扩容时候增加原先容量的一半，也就是变为原来的1.5倍

- 删除元素时不会减少容量，若希望减少容量则调用trimToSize()

- 它不是线程安全的。它能存放null值。

LinkedList

　　LinkedList是一个双向循环列表队列

- LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
- LinkedList 实现 List 接口，能对它进行队列操作。
- LinkedList 实现 Deque 接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
- LinkedList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能克隆。
- LinkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。
- LinkedList 是非同步的。

Vector

- 底层是数组，现在已少用，被ArrayList替代，原因有两个：

- Vector所有方法都是同步，有性能损失。

- Vector初始length是10 超过length时以100%比率增长，相比于ArrayList更多消耗内存。

- 参考资料：https://www.zhihu.com/question/31948523/answer/113357347

　　总的来说：查询多用ArrayList，增删多用LinkedList。

　　ArrayList增删慢不是绝对的(在数量大的情况下，会有例外)：

- 　　如果增加元素一直是使用add()(增加到末尾)的话，并且不扩容的情况下）
- 　　一直删除末尾的元素也是ArrayList要快【不用复制移动位置】
- 　　至于如果删除的是中间的位置的话，还是ArrayList要快！

　　但一般来说：增删多还是用LinkedList，因为上面的情况是极端的~

Java.util.Set接口(无序、唯一)

|——SortedSet接口——TreeSet实现类

Set接口——|——HashSet实现类

|——LinkedHashSet实现类

hashSet

　　hashSet底层基于hashMap实现，如图

　　hashSet中的add()方法，是将对象E放入hashMap中的key的位置，value位置存放的是一个固定的Object,如图：

　　HashSet是无序唯一的，当元素为自定义对象时，两者的hashCode不同，被认为是不同的元素从而被允许放入HashSet中，但这不符合实际的生产意义，因此需要让其判定位相等，就要重写hashCode(),然而重写HashCode(),会出现重码的bug，因此需要重写equals()来解决

　　添加元素的时候，如果key(也对应的Set集合的元素)相等，那么则修改value值。而在Set集合中，value值仅仅是一个Object对象罢了(该对象对Set本身而言是无用的)。

也就是说：Set集合如果添加的元素相同时，是根本没有插入的(仅修改了一个无用的value值)，从源码(HashMap)中也看出来，==和equals()方法都有使用，具体过程如下

1. 　　新元素的hsah是否等于老元素的hash，如果不相等，则元素不同，如果相等，那么进行第二部比较
2. 　　新元素与老元素用“==”进行比较，如果相等，则为同一元素，若不同则进行第三部比较
3. 　　新元素和老元素用equals()方法判定是否相等，如果不等则不是同一元素，如果相等那么结果为：两个元素不是同一个对象，程序想把它们当成同一个对象，因此重写了equals方法；

TreeSet

与HashSet是基于HashMap实现一样，TreeSet同样是基于TreeMap实现的。

TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。向 TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。

LinkedHashSet

LinkedHashSet是HashSet的一个“扩展版本”，HashSet并不管什么顺序，不同的是LinkedHashSet会维护“插入顺序”。HashSet内部使用HashMap对象来存储它的元素，而LinkedHashSet内部使用LinkedHashMap对象来存储和处理它的元素