JDK集合框架源码分析 - 简单概要

1.类继承体系

在集合框架的类继承体系中，最顶层有两个接口Collection、Map；

• Collection 表示一组纯数据
• Map 表示一组key-value对

Collection的类继承体系：

Map的类继承体系：

2.集合框架

2.1 ArrayList

可变数组的实现，高效随机访问RandomAccess ，但插入和删除元素时需要复制数组，开销较大；默认容量10，扩容为原来的1.5倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）；
fail-fast : modCount记录容器发生结构化修改的次数（ensureExplicitCapacity 方法中加1）
添加：add、add(index, E)、add(Collection)、add(index, Collection)
移除：remove、fastremove（System.arraycopy）、置null来GC、trimToSize调整数组大小
获取和修改：indexof、get、set（不会修改modCount）
迭代、SubList子列表、序列化

2.2 HashMap

哈希表实现（单向链表），数组中每一个元素都是一个链表，把数组中的每一格称为一个桶(bin或bucket)；容量默认为16、装载因子0.75f、扩容x2；

哈希碰撞问题；

hash实现：在Java 1.8的实现中，是通过hashCode()的高16位异或低16位实现的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)，主要是从速度、功效、质量来考虑的，这么做可以在bucket的n比较小的时候，也能保证考虑到高低bit都参与到hash的计算中，同时不会有太大的开销

链表转化成红黑树TREEIFY_THRESHOLD = 8，红黑树转化成链表UNTREEIFY_THRESHOLD = 6；

2.3 Vector 与 Stack

（不推荐，推荐使用 Deque 接口的实现，如 LinkedList 和 ArrayDeque）
Vector 可增长对象数组，线程安全；扩容加倍
Stack 基于Vector，LIFO

2.4 Deque 与 ArrayDeque

Collection -> Queue -> Deque 具体实现ArrayDeque ；
Deque 双端队列；
ArrayDeque可变数组实现，自动扩容，不支持null；默认容量16，必须为2^n；

2.5 LinkedList

双向链表实现，实现了Deque 接口；

2.6 LinkedHashMap

基于链表和哈希表实现，扩展HashMap 增加了双向链表的实现；
支持按插入序 (insertion-order) 或访问序 (access-order) 来访问其中的元素；访问顺序LRU；
支持为 null 的键和值；
双向链表将所有的 Entry 串在一起，支持按照插入顺序或访问顺序来遍历所有的 Entry；

2.7 枚举

类型安全和可读性，实现了 values() 和 valueOf() 这两个静态方法；
单例模式实现（最佳方案）；

Enum（name，ordinal）
EnumSet 必须是来自同一个 enum，内部使用 bit 向量实现，这种实现方式更紧凑高效；
EnumMap 是一种特殊的 Map，要求其中的键 (key) 必须来自于同一个 enum。由于自身的实例数量有限，在内部可由数组实现，因此速度很快；

2.8 TreeMap

基于红黑树实现的 Key-Value 结构；SortedMap -> NavigableMap  -> TreeMap；
非线程安全；
Key默认自然序，不支持null，也可实现 Comparable 接口，自定义比较器可以接受null；

2.9 Set

内部通常基于 Map实现，Map 中的 Key构成了 Set，而 Value 全部使用一个无意义的 Object ；
基于 HashMap 的 HashSet 是无序时的最佳通用实现，
基于 LinkedHashMap 的 LinkedHashSet 保留插入或访问的顺序，
基于 TreeMap 的 TreeSet 可以按照元素升序排列，要求元素实现 Comaprable 接口或自定义比较器以上都是非线程安全；

2.10 CopyOnWriteArraySet

线程安全，并发优化的ArrayList，通过 CopyOnWriteArrayList 实现；

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；

3.注意点

1.基于结构化修改的次数来实现 fail-fast 机制，比较modCount 和 expectModCount；

源码分析：

http://blog.jrwang.me/tags/Source-Code-Analysis/

http://yikun.github.io/