Java 8 容器源码-整体结构

为什么需要Java容器

通常，程序总是在运行时才能确定要创建的对象的数量，甚至是对象的类型。为了解决这个问题，需要在任意时刻任意位置创建任意数量的对象。大多数语言都提供某种方法来解决这个问题，Java使用容器来解决这个问题。容器也称集合类，基本的类型是List、Set、Queue、Map，但由于Java类库中使用了Collection关键字来代表某一接口，所以一般用容器来称呼这些集合类。Java容器工具包位置是 java.util.*。

容器的整体结构图

Java容器主要可以划分为5个部分：List列表、Set集合、Map映射、工具类(Iterator迭代器、Enumeration枚举类、Arrays和Collections)、。

（图片来自《Think In Java》）

Collection是最基本的集合接口。Set、List和Queue继承了它。Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承Collection接口。

List结构图

List以线性方式存储元素，集合中可以存放重复对象，元素有序。
最常用实现类：

• ArrayList：随机访问元素快，增删元素慢。
• Vector：Vector与ArrayList相似。但Vector的方法是线程安全的，而ArrayList的方法不是，由于线程的同步必然要影响性能，因此ArrayList的性能比Vector好。
• LinkedList：随机访问元素慢，顺序访问快，增删元素快。
• Stack：栈，继承Vector，特点是先进后出(FILO, First In Last Out)。

Set结构图

Set不保存重复的元素。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。
最常用实现类：

• HashSet : 随机查找快。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。HashSet查找某个对象时，首先用hashCode()方法计算出这个对象的Hash码，然后再根据Hash码到相应的存储区域用equals()方法查找，从而提高了效率。
• TreeSet : 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。
• LinkedHashSet : 具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

Queen结构图

队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

队列中，最先插入的元素最先被删除，最后插入的元素最后被删除，因此队列又称为“先进先出”（FIFO—first in first out）的线性表。

在java5中新增加了java.util.Queue接口，用以支持队列的常见操作。该接口扩展了java.util.Collection接口。

Map结构图

Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承于Collection接口。
最常用的实现类：

• HashMap：Map基于哈希表的 Map 接口的实现。
• HashTable：hashtable和hashmap，从存储结构和实现来讲基本上都是相同的，最大的不同就是hashtable是线程安全的。
• LinkedHashMap： LinkedHashMap是HashMap的一个子类，是Map接口的哈希表和链接列表实现。它维护着一个双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序，该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
• TreeMap ： 基于红黑树的实现。

工具类

Iterator迭代器、ListIterator迭代器、Enumeration枚举类、Arrays和Collections

Iterator迭代器

迭代器是一个用来遍历并选择序列中的对象。Java的Iterator的只能 单向移动 。

相关推荐：设计模式（16）-迭代器模式。

ListIterator迭代器

ListIterator是一个更加强大的Iterator的子类型。它只能用于各种List类的访问。它最大的优点是可以 双向移动 。

Enumeration枚举类

它是JDK 1.0引入的接口。作用和Iterator一样，也是遍历集合。但是Enumeration的功能要比Iterator少。Enumeration只能在Hashtable, Vector, Stack中使用。这种传统接口已被迭代器取代，虽然Enumeration 还未被遗弃，但在代码中已经被很少使用了。

Arrays

Java.util.Arrays类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。

Collections

java.util.Collections是一个包含各种有关集合操作的静态多态方法的工具类，服务于Java的Collection框架。

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