摘要:源碼分析屬性內(nèi)部使用虛擬對(duì)象,用來(lái)作為放到中構(gòu)造方法非,主要是給使用的構(gòu)造方法都是調(diào)用對(duì)應(yīng)的構(gòu)造方法。遍歷元素直接調(diào)用的的迭代器。什么是機(jī)制是集合中的一種錯(cuò)誤機(jī)制。當(dāng)使用迭代器迭代時(shí),如果發(fā)現(xiàn)集合有修改,則快速失敗做出響應(yīng),拋出異常。
簡(jiǎn)介
集合,這個(gè)概念有點(diǎn)模糊。
廣義上來(lái)講,java中的集合是指java.util包下面的容器類,包括和Collection及Map相關(guān)的所有類。
中義上來(lái)講,我們一般說(shuō)集合特指java集合中的Collection相關(guān)的類,不包含Map相關(guān)的類。
狹義上來(lái)講,數(shù)學(xué)上的集合是指不包含重復(fù)元素的容器,即集合中不存在兩個(gè)相同的元素,在java里面對(duì)應(yīng)Set。
具體怎么來(lái)理解還是要看上下文環(huán)境。
比如,面試別人讓你說(shuō)下java中的集合,這時(shí)候肯定是廣義上的。
再比如,下面我們講的把另一個(gè)集合中的元素全部添加到Set中,這時(shí)候就是中義上的。
HashSet是Set的一種實(shí)現(xiàn)方式,底層主要使用HashMap來(lái)確保元素不重復(fù)。
源碼分析 屬性// 內(nèi)部使用HashMap private transient HashMap構(gòu)造方法map; // 虛擬對(duì)象,用來(lái)作為value放到map中 private static final Object PRESENT = new Object();
public HashSet() { map = new HashMap<>(); } public HashSet(Collection extends E> c) { map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); addAll(c); } public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } public HashSet(int initialCapacity) { map = new HashMap<>(initialCapacity); } // 非public,主要是給LinkedHashSet使用的 HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor); }
構(gòu)造方法都是調(diào)用HashMap對(duì)應(yīng)的構(gòu)造方法。
最后一個(gè)構(gòu)造方法有點(diǎn)特殊,它不是public的,意味著它只能被同一個(gè)包或者子類調(diào)用,這是LinkedHashSet專屬的方法。
添加元素直接調(diào)用HashMap的put()方法,把元素本身作為key,把PRESENT作為value,也就是這個(gè)map中所有的value都是一樣的。
public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; }刪除元素
直接調(diào)用HashMap的remove()方法,注意map的remove返回是刪除元素的value,而Set的remov返回的是boolean類型。
這里要檢查一下,如果是null的話說(shuō)明沒有該元素,如果不是null肯定等于PRESENT。
public boolean remove(Object o) { return map.remove(o)==PRESENT; }查詢?cè)?/b>
Set沒有g(shù)et()方法哦,因?yàn)間et似乎沒有意義,不像List那樣可以按index獲取元素。
這里只要一個(gè)檢查元素是否存在的方法contains(),直接調(diào)用map的containsKey()方法。
public boolean contains(Object o) { return map.containsKey(o); }遍歷元素
直接調(diào)用map的keySet的迭代器。
public Iterator全部源碼iterator() { return map.keySet().iterator(); }
package java.util; import java.io.InvalidObjectException; import sun.misc.SharedSecrets; public class HashSet總結(jié)extends AbstractSet implements Set , Cloneable, java.io.Serializable { static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; // 內(nèi)部元素存儲(chǔ)在HashMap中 private transient HashMap map; // 虛擬元素,用來(lái)存到map元素的value中的,沒有實(shí)際意義 private static final Object PRESENT = new Object(); // 空構(gòu)造方法 public HashSet() { map = new HashMap<>(); } // 把另一個(gè)集合的元素全都添加到當(dāng)前Set中 // 注意,這里初始化map的時(shí)候是計(jì)算了它的初始容量的 public HashSet(Collection extends E> c) { map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); addAll(c); } // 指定初始容量和裝載因子 public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } // 只指定初始容量 public HashSet(int initialCapacity) { map = new HashMap<>(initialCapacity); } // LinkedHashSet專用的方法 // dummy是沒有實(shí)際意義的, 只是為了跟上上面那個(gè)操持方法簽名不同而已 HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } // 迭代器 public Iterator iterator() { return map.keySet().iterator(); } // 元素個(gè)數(shù) public int size() { return map.size(); } // 檢查是否為空 public boolean isEmpty() { return map.isEmpty(); } // 檢查是否包含某個(gè)元素 public boolean contains(Object o) { return map.containsKey(o); } // 添加元素 public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; } // 刪除元素 public boolean remove(Object o) { return map.remove(o)==PRESENT; } // 清空所有元素 public void clear() { map.clear(); } // 克隆方法 @SuppressWarnings("unchecked") public Object clone() { try { HashSet newSet = (HashSet ) super.clone(); newSet.map = (HashMap ) map.clone(); return newSet; } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new InternalError(e); } } // 序列化寫出方法 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException { // 寫出非static非transient屬性 s.defaultWriteObject(); // 寫出map的容量和裝載因子 s.writeInt(map.capacity()); s.writeFloat(map.loadFactor()); // 寫出元素個(gè)數(shù) s.writeInt(map.size()); // 遍歷寫出所有元素 for (E e : map.keySet()) s.writeObject(e); } // 序列化讀入方法 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { // 讀入非static非transient屬性 s.defaultReadObject(); // 讀入容量, 并檢查不能小于0 int capacity = s.readInt(); if (capacity < 0) { throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " + capacity); } // 讀入裝載因子, 并檢查不能小于等于0或者是NaN(Not a Number) // java.lang.Float.NaN = 0.0f / 0.0f; float loadFactor = s.readFloat(); if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) { throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " + loadFactor); } // 讀入元素個(gè)數(shù)并檢查不能小于0 int size = s.readInt(); if (size < 0) { throw new InvalidObjectException("Illegal size: " + size); } // 根據(jù)元素個(gè)數(shù)重新設(shè)置容量 // 這是為了保證map有足夠的容量容納所有元素, 防止無(wú)意義的擴(kuò)容 capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f), HashMap.MAXIMUM_CAPACITY); // 再次檢查某些東西, 不重要的代碼忽視掉 SharedSecrets.getJavaOISAccess() .checkArray(s, Map.Entry[].class, HashMap.tableSizeFor(capacity)); // 創(chuàng)建map, 檢查是不是LinkedHashSet類型 map = (((HashSet>)this) instanceof LinkedHashSet ? new LinkedHashMap (capacity, loadFactor) : new HashMap (capacity, loadFactor)); // 讀入所有元素, 并放入map中 for (int i=0; i spliterator() { return new HashMap.KeySpliterator (map, 0, -1, 0, 0); } }
(1)HashSet內(nèi)部使用HashMap的key存儲(chǔ)元素,以此來(lái)保證元素不重復(fù);
(2)HashSet是無(wú)序的,因?yàn)镠ashMap的key是無(wú)序的;
(3)HashSet中允許有一個(gè)null元素,因?yàn)镠ashMap允許key為null;
(4)HashSet是非線程安全的;
(5)HashSet是沒有g(shù)et()方法的;
相關(guān)學(xué)習(xí)(1)阿里手冊(cè)上有說(shuō),使用java中的集合時(shí)要自己指定集合的大小,通過(guò)這篇源碼的分析,我們發(fā)現(xiàn)有下面這個(gè)構(gòu)造方法,很清楚明白地告訴了我們?cè)趺粗付ㄈ萘俊?/p>
假如,我們預(yù)估HashMap要存儲(chǔ)n個(gè)元素,那么,它的容量就應(yīng)該指定為((n/0.75f) + 1),如果這個(gè)值小于16,那就直接使用16得了。
初始化時(shí)指定容量是為了減少擴(kuò)容的次數(shù),提高效率。
public HashSet(Collection extends E> c) { map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); addAll(c); }
(2)什么是fail-fast?
fail-fast機(jī)制是java集合中的一種錯(cuò)誤機(jī)制。
當(dāng)使用迭代器迭代時(shí),如果發(fā)現(xiàn)集合有修改,則快速失敗做出響應(yīng),拋出ConcurrentModificationException異常。
這種修改有可能是其它線程的修改,也有可能是當(dāng)前線程自己的修改導(dǎo)致的,比如迭代的過(guò)程中直接調(diào)用remove()刪除元素等。
另外,并不是java中所有的集合都有fail-fast的機(jī)制。比如,像最終一致性的ConcurrentHashMap、CopyOnWriterArrayList等都是沒有fast-fail的。
那么,fail-fast是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?
像ArrayList、HashMap中都有一個(gè)屬性叫modCount,每次對(duì)集合的修改這個(gè)值都會(huì)加1,在遍歷前記錄這個(gè)值到expectedModCount中,遍歷中檢查兩者是否一致,如果出現(xiàn)不一致就說(shuō)明有修改,則拋出ConcurrentModificationException異常。
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