【Java容器源码系列】jdk8和jdk7中集合类对比

1.List区别

1.1 ArrayList(改动小)

ArrayList 无参初始化时,Java 7 是直接初始化 10 的大小,Java 8 去掉了这个逻辑,初始化时是空数组,在第一次 add 时才开始按照 10 进行扩容,下图是源码的差异对比图:

List 其它方面 java7 和 8 并没有改动。

2.Map区别

2.1 HashMap(改动大)

  1. 和 ArrayList 一样,Java 8 中 HashMap 在无参构造器中,丢弃了 Java 7 中直接把数组初始化 16 的做法,而是采用在第一次新增的时候,才开始扩容数组大小;
  2. hash 算法计算公式不同,Java 8 的 hash 算法更加简单,代码更加简洁;
  3. Java 8 的 HashMap 增加了红黑树的数据结构,这个是 Java 7 中没有的,Java 7 只有数组 + 链表的结构,Java 8 中提出了数组 + 链表 + 红黑树的结构,一般 key 是 Java 的 API 时,比如说 String 这些 hashcode 实现很好的 API,很少出现链表转化成红黑树的情况,因为 String 这些 API 的 hash 算法够好了,只有当 key 是我们自定义的类,而且我们覆写的 hashcode 算法非常糟糕时,才会真正使用到红黑树,提高我们的检索速度。
  4. 也是因为 Java 8 新增了红黑树,所以几乎所有操作数组的方法的实现,都发生了变动,比如说 put、remove 等操作,可以说 Java 8 的 HashMap 几乎重写了一遍,所以 Java 7 的很多问题都被 Java 8 解决了,比如扩容时极小概率死锁,丢失数据等等。
  5. 新增了一些好用的方法,
    • 比如 getOrDefault,我们看下源码,非常简单:
    // 如果 key 对应的值不存在,返回期望的默认值 defaultValue
    public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
          
          
        Node<K,V> e;
        return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? defaultValue : e.value;
    }
    
    1. 还有 putIfAbsent(K key, V value) 方法,意思是,如果 map 中存在 key 了,那么 value 就不会覆盖,如果不存在 key 新增成功。
    2. 还有 compute 方法,意思是允许我们把 key 和 value 的值进行计算后,再 put 到 map 中,为防止 key 值不存在造成未知错误,map 还提供了 computeIfPresent 方法,表示只有在 key 存在的时候,才执行计算,demo 如下:
@Test
  public void compute(){
    
    
    HashMap<Integer,Integer> map = Maps.newHashMap();
    map.put(10,10);
    log.info("compute 之前值为:{}",map.get(10));
    map.compute(10,(key,value) -> key * value);
    log.info("compute 之后值为:{}",map.get(10));
    // 还原测试值
    map.put(10,10);

    // 如果为 11 的 key 不存在的话,需要注意 value 为空的情况,下面这行代码就会报空指针
    //  map.compute(11,(key,value) -> key * value);
    
    // 为了防止 key 不存在时导致的未知异常,我们一般有两种办法
    // 1:自己判断空指针
    map.compute(11,(key,value) -> null == value ? null : key * value);
    // 2:computeIfPresent 方法里面判断
    map.computeIfPresent(11,(key,value) -> key * value);
    log.info("computeIfPresent 之后值为:{}",map.get(11));
  }

结果是:

compute 之前值为:10
compute 之后值为:100
computeIfPresent 之后值为:null(这个结果中,可以看出,使用 computeIfPresent 避免了空指针)

2.2 LinkedHashMap

由于 Java 8 的底层数据有变动,导致 HashMap 操作数据的方法几乎重写,也使 LinkedHashMap 的实现名称上有所差异,原理上都相同,我们看下面的图,左边是 Java 7,右边是 Java 8。

从图中,我们发现 LinkedHashMap 的方法名有所修改,底层的实现逻辑其实都差不多的。

3.其他区别

Arrays 提供了很多 parallel 开头的方法。

Java 8 的 Arrays 提供了一些 parallel 开头的方法,这些方法支持并行的计算,在数据量大的时候,会充分利用 CPU ,提高计算效率,比如说 parallelSort 方法,方法底层有判断,只有数据量大于 8192 时,才会真正走并行的实现,在实际的实验中,并行计算的确能够快速的提高计算速度。

4.几个问题

  1. Java 8 在 List、Map 接口上新增了很多方法,为什么 Java 7 中这些接口的实现者不需要强制实现这些方法呢?
    答:主要是因为这些新增的方法被 default 关键字修饰了,default 一旦修饰接口上的方法,我们需要在接口的方法中写默认实现,并且子类无需强制实现这些方法,所以 Java 7 接口的实现者无需感知。

  2. Java 8 中有新增很多实用的方法,都有什么呢?
    答:比如说 getOrDefault、putIfAbsent、computeIfPresent 方法等等,具体使用细节参考上文。

  3. 说说 computeIfPresent 方法的使用姿势?
    答:computeIfPresent 是可以对 key 和 value 进行计算后,把计算的结果重新赋值给 key,并且如果 key 不存在时,不会报空指针,会返回 null 值。

  4. Java 8 集合新增了 forEach 方法,和普通的 for 循环有什么不同?
    答:新增的 forEach 方法的入参是函数式的接口,比如说 Consumer 和 BiConsumer,这样子做的好处就是封装了 for 循环的代码,让使用者只需关注实现每次循环的业务逻辑,简化了重复的 for 循环代码,使代码更加简洁,普通的 for 循环,每次都需要写重复的 for 循环代码,forEach 把这种重复的计算逻辑吃掉了,使用起来更加方便。

  5. HashMap 8 和 7 有什么区别?
    答:HashMap 8 和 7 的差别太大了,新增了红黑树,修改了底层数据逻辑,修改了 hash 算法,几乎所有底层数组变动的方法都重写了一遍,可以说 Java 8 的 HashMap 几乎重新了一遍。

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