并发List、Set、 ConcurrentHashMap底层原理剖析

liuian 2025-05-27 15:52 37 浏览

ArrayList：

List特点：元素有放入顺序，元素可重复。

存储结构：底层采用数组来实现的。

源码：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

2、Cloneable

支持拷贝：实现Cloneable接口，重写clone方法、方法内容默认调用父类的clone方法。

2.1、浅拷贝

基础类型的变量拷贝之后是独立的，不会随着源变量变动而变

String类型拷贝之后也是独立的

引用类型拷贝的是引用地址，拷贝前后的变量引用同一个堆中的对象

public Object clone() throws CloneNotSupportedException {

Study s = (Study) super.clone();

return s;

}

基本类型、引用类型。

浅拷贝基本类型（int类型）是独立的（改了值会生效），引用类型不独立的（同一份数据，string也是同样的）

2.2、深拷贝

变量的所有引用类型变量（除了String）都需要实现Cloneable（数组可以直接调用clone方法），clone方法中，引用类型需要各

自调用clone，重新赋值

public Object clone() throws CloneNotSupportedException {

Study s = (Study) super.clone();

s.setScore(this.score.clone());

return s;

}

java的传参，基本类型和引用类型传参

java在方法传递参数时，是将变量复制一份，然后传入方法体去执行。

复制的是栈中的内容所以基本类型是复制的变量名和值，值变了不影响源变量

引用类型复制的是变量名和值（引用地址），对象变了，会影响源变量（引用地址是一样的）

String：是不可变对象，重新赋值时，会在常量表新生成字符串（如果已有，直接取他的引用地址），将新字符串的引用地址赋值给栈中的新变量，因此源变量不会受影响

3、Serializable

序列化：将对象状态转换为可保持或传输的格式的过程。与序列化相对的是反序列化，它将流转换为对象。这两个过程结合起来，可以轻松地存储和传输数据，在Java中的这个Serializable接口其实是给jvm看的，通知jvm，我不对这个类做序列化了，你(jvm)帮我序列化就好了。如果我们没有自己声明一个serialVersionUID变量,接口会默认生成一个serialVersionUID，默认的serialVersinUID对于class的细节非常敏感，反序列化时可能会导致InvalidClassException这个异常（每次序列化都会重新计算该值）

存盘网络

序列化返序列化

序列化对象》二级制

二进制》对象反序列化校验这个serivresionid

4、AbstractList

继承了AbstractList ，说明它是一个列表，拥有相应的增，删，查，改等功能。

5、List

为什么继承了 AbstractList 还需要实现List 接口？

1、在StackOverFlow 中：传送门得票最高的答案的回答者说他问了当初写这段代码的 Josh Bloch，得知这就是一个写法错误。 I’ve asked Josh Bloch, and he informs me that it was a mistake. He used to think, long ago, that there was some value in it, but he since “saw the light”. Clearly JDK maintainers haven’t considered this to be worth backing out later.

基本属性：

private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;//序列化版本号（类文件签名），如果不写会默认生成，类内容的改变会影响签名变化，导致反序列化失败

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

//如果实例化时未指定容量，则在初次添加元素时会进行扩容使用此容量作为数组长度

//static修饰，所有的未指定容量的实例(也未添加元素)共享此数组，两个空的数组有什么区别呢？就是第一次添加元素时知道该 elementData 从空的构造函数还是有参构造函数被初始化的。以便确认如何扩容。空的构造器则初始化为10，有参构造器则按照扩容因子扩容

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

transient Object[] elementData;

// arrayList真正存放元素的地方，长度大于等于size

//无参构造器，构造一个容量大小为 10 的空的 list 集合，但构造函数只是给 elementData 赋值了一个空的数组，其实是在第一次添加元素时容量扩大至 10 的。
public ArrayList() {
            this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
//当使用无参构造函数时是把 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 赋值给 elementData。 当 initialCapacity 为零时则是把 EMPTY_ELEMENTDATA 赋值给 elementData。 当 initialCapacity 大于零时初始化一个大小为 initialCapacity 的 object 数组并赋值给 elementData。
public ArrayList(int initialCapacity) {
            if (initialCapacity > 0) {
                this.elementData = new Object[initialCapacity];
            } else if (initialCapacity == 0) {
                this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
            } else {
                throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);
            }
        }
//将 Collection 转化为数组，数组长度赋值给 size。 如果 size 不为零，则判断 elementData 的 class 类型是否为 ArrayList，不是的话则做一次转换。 如果 size 为零，则把 EMPTY_ELEMENTDATA 赋值给 elementData，相当于new ArrayList(0)。
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
            Object[] a = c.toArray();
            if ((size = a.length) != 0) {
                if (c.getClass() == ArrayList.class) {
                    elementData = a;
                } else {
                    elementData = Arrays.copyOf(a, size, Object[].class);
                }
            } else {
                // 指向空数组
                elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
            }

LinkedList：

存储结构：底层采用链表来实现的。

HashSet（Set）：

特点：

元素无放入顺序，元素不可重复（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的）

存储结构：

底层采用HashMap来实现

原理讲解：

源码分析：

HashMap（Map）:

特点：

key，value存储，key可以为null，同样的key会被覆盖掉