1.Java的集合類 2.Vector,ArrayList,LinkedList,SynchronizedList 3.HashMap與ConcurrentHashMap的區別

在Java的java.util包中，有一批類被稱爲集合類

集合類，顧名思義，就是存放對象的集合的類，可以是數組形式【ArrayList】，也可以是鏈表形式【LinkedList】，也可以是兩種形式結合【HashMap】。

Java的集合類的父類是Collection接口，主要分爲三大類：List、Map、Set。

其中，List是一組元素的集合，最常用到的爲ArrayList、LinkedList；

Map是一組成對對象【鍵值對】的集合，根據Key來存取Value，最常用到的爲HashMap和LinkedList；

Set是一個真正數學意義上的元素的集合，其中不包含重複的元素，最常用到的爲HashSet和TreeSet。

其中，在JDK的源碼中，Set的底層實現都是使用對應的Map來實現的，將存取於Set中的元素作爲Map的Key，使用同一個對象作爲Value。例如，HashSet中是使用了一個HashMap來作爲內部存儲實現，

TreeSet也是如此，內部使用了一個TreeMap來存放元素，圖就不貼了。

ArrayList和LinkedList的區別前面已經寫過博客。

HashMap和TreeMap的區別：

HashMap是基於散列表實現，內部存儲結構爲鄰接表【數組+鏈表】；

TreeMap是基於紅黑樹實現，內部存儲結構爲紅黑樹。

因此存入HashMap的鍵值對要求key必須提供hashCode()方法作爲散列依據，此方法爲Object類中已有；

而對於TreeMap來說，要麼在初始化TreeMap時，提供一個Comparator作爲比較鍵大小的依據，或者要求key的類必須實現Comparable。如果這兩個條件都沒有滿足，那向Treemap中put的時候就會報出異常。

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總體來說，Vector和ArrayList是一致的，實現的接口也是完全一樣，內部的存儲結構也基本一致【都是數組】，每個方法的實現也幾乎相同。

區別在於，Vector是線程安全的，每個方法都加了synchronized修飾符，而ArrayList沒有。

而且Vector是JDK1.0引入的，而ArrayList是JDK1.2引入的。

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再來說ArrayList和LinkedList的區別，上面說過ArrayList內部是數組實現的，LinkedList內部是鏈表實現的。

因此，當遇到讀取比較多，插入、刪除比較少的時候，推薦使用ArrayList，畢竟數組讀取速度飛快，插入刪除速度需要移動大量元素；而當遇到插入刪除比較多的時候，推薦使用LinkedList。

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在Java集合工具類Collections中，提供了一個Collections.synchronizedList方法，可以傳入一個List對象，返回出一個SynchronizedList。

SynchronizedList只是提供了一個對List對象的封裝，對List的每個操作都添加了synchronized修飾，基本上與Vector一致，只是用法不同而已。比如現在已經有個LinkedList，如果想要一個線程安全的List，只需執行Collections.synchronized(linkedList)即可，沒有任何的元素拷貝操作，此時，如果用Vector實現，則必須遍歷LinkedList，將其中的每一個元素拷貝到Vector中。

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從JDK1.2起，就有了HashMap，正如前一篇文章所說，HashMap不是線程安全的，因此多線程操作時需要格外小心。

在JDK1.5中，偉大的Doug Lea給我們帶來了concurrent包，從此Map也有安全的了。

ConcurrentHashMap具體是怎麼實現線程安全的呢，肯定不可能是每個方法加synchronized，那樣就變成了HashTable。

從ConcurrentHashMap代碼中可以看出，它引入了一個“分段鎖”的概念，具體可以理解爲把一個大的Map拆分成N個小的HashTable，根據key.hashCode()來決定把key放到哪個HashTable中。

在ConcurrentHashMap中，就是把Map分成了N個Segment，put和get的時候，都是現根據key.hashCode()算出放到哪個Segment中：

測試程序：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentHashMapTest {

    private static ConcurrentHashMap<Integer, Integer> map = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
    public static void main(String[] args) {
        new Thread("Thread1"){
            @Override
            public void run() {
                map.put(3, 33);
            }
        };

        new Thread("Thread2"){
            @Override
            public void run() {
                map.put(4, 44);
            }
        };

        new Thread("Thread3"){
            @Override
            public void run() {
                map.put(7, 77);
            }
        };
        System.out.println(map);
    }
}

ConcurrentHashMap中默認是把segments初始化爲長度爲16的數組。

根據ConcurrentHashMap.segmentFor的算法，3、4對應的Segment都是segments[1]，7對應的Segment是segments[12]。

（1）Thread1和Thread2先後進入Segment.put方法時，Thread1會首先獲取到鎖，可以進入，而Thread2則會阻塞在鎖上：

（2）切換到Thread3，也走到Segment.put方法，因爲7所存儲的Segment和3、4不同，因此，不會阻塞在lock()：

以上就是ConcurrentHashMap的工作機制，通過把整個Map分爲N個Segment（類似HashTable），可以提供相同的線程安全，但是效率提升N倍，默認提升16倍。