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android数据结构

android数据结构

作者: 蒸汽飞船 | 来源:发表于2018-07-10 23:21 被阅读39次

    基本数据结构:
    数组、链表、栈、队列
    栈:LIFO 压栈出栈,只允许在栈顶操作
    队列:FIFO ,一般只允许队尾插,队首取,可以查看队头和队尾的数据,双端队列,两头都能插和取。

    java:list、queue、map、set

    1. list:有序存储,可以根据下标获取值 arraylist数组实现、linkedlist链表实现(双向的)
      Vector、ArrayList、LinkedList、
    2. queue队列:
      deque(双端队列的接口继承了queue)、ArrayDeque、LinkedList
      BlockingQueue(阻塞队列接口,继承queue)
    3. map:hashmp:数组加链表、treemap:红黑树存储、ArrayMap完整hash两个数组1:2
      hashmap、linkedhashmap、treemap、hashtable
    4. set:hashset用hashmap实现,key为set的值,value为同一个值PRESENT。 treeset:treemap实现

    阻塞队列:

    备注
    boolean put E take 阻塞
    boolean offer E poll 若满了/空了直接返回false/null
    boolean add - 调用了offer返回false改成抛异常

    Vector:数组实现,扩展1.5倍 +1
    ArrayList:默认10,扩展1.5倍 +1

    Map

    hashtable:方法全加锁,也是数组家链表实现,类似HsahMap
    ArrayMap: 不安全,性能比Hashmap好

    两个数组,A数组存放key的完整hashcode,有序存放的,二分查找插入,B数组存放value,长度为A的2倍,put时A数组根据key的hashcode按大小二分查找找出位置index存放,然后B数组2*index位置和2*index+1位置存放真正的key和valu

    couurenthashmap:

    key,hash 和 next 域都被声明为 final 型,value 域被声明为 volatile 型.由于 HashEntry 的 next 域为 final 型,所以新节点只能在链表的表头处插入

    hashmap:数组加列表的方式存储,java8以后某位置存储超过8以后会变为红黑树存储。

    散列:先对key hashcode,然后hashcode的高16位和低16位异或运算,保留更多细节,再与数组长度-1,比如15,进行与运算,然后得到一个小于数组长度的散列值。就是要放的桶。
    扩容:

    LinkedHashMap:继承Hashmap,在Node上多增加了俩节点:before和after

    (默认Node自带一个next节点,因为hashmap在桶里是链表存放的。),形成一个循环/双向链表用来记录顺序,默认添加一个空的head,head前面的是最前面的,head后面的哪一位是最后的。accessOrder默认false为插入顺序,设为true就是访问顺序。

    List:

    Vector:数组实现,j加锁的 扩展1.5倍 +1
    ArrayList:扩展2倍
    CopyOnWriteArrayList:
    增删改查的时候创建新的数组并操作,完成后再将引用指向新的数组,适用于常迭代的情况。读不加锁、写加锁。

    set:

    CopyOnWriteArraySet:
    内部使用了一个CopyOnWriteArrayList来使用

    sparsearray:
    key为int类型的情况,key一个int数组,value一个object数组,key是排好序的,插入的时候会通过二分查找再插入。

    Queue

    ArrayBlockingQueue,
    维护了一个定长数组,这是一个常用的阻塞队列,采用ReentrantLock和两个条件。类似于生产者消费者模式

    其他:

    ForkJoinPool:继承自AbstractExecutorService
    可以充分利用多核cpu的优势,把一个任务拆分成多个“小任务”,把多个“小任务”放到多个处理器核心上并行执行;当多个“小任务”执行完成之后,再将这些执行结果合并起来即可。








    ArrayBlockingQueue vs LinkedBlockingQueue

    ArrayBlockingQueue:
    维护了一个定长数组,这是一个常用的阻塞队列,采用ReentrantLock和两个条件。类似于生产者消费者模式

     /** Main lock guarding all access */
        final ReentrantLock lock;
    
        /** Condition for waiting takes */
        private final Condition notEmpty;
    
        /** Condition for waiting puts */
        private final Condition notFull;
    

    LinkedBlockingQueue:
    使用链表方式实现,采用了两把锁,因为take的时候从头部取,put的时候往尾部插,所以可以用take锁和put锁。

     /** Lock held by take, poll, etc */
        private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
    
        /** Wait queue for waiting takes */
        private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
    
        /** Lock held by put, offer, etc */
        private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
    
        /** Wait queue for waiting puts */
        private final Condition notFull = putLock.newCondition();
    
    

    ArrayBlockingQueue中放入数据阻塞的时候,需要消费数据才能唤醒。而LinkedBlockingQueue中放入数据阻塞的时候,因为它内部有2个锁,可以并行执行放入数据和消费数据,不仅在消费数据的时候进行唤醒插入阻塞的线程,同时在插入的时候如果容量还没满,也会唤醒插入阻塞的线程。
    ConcurrentHashmap
    参考1.7原理


    transient关键字只能修饰变量,而不能修饰方法和类。注意,局部变量是不能被transient关键字修饰的。变量如果是用户自定义类变量,则该类需要实现Serializable接口。


    ConcurrentHashMap:

    此处怎么会存在键值对存在且的Value值为null的情形呢?JDK官方给出的解释是,这种情形发生的场景是:初始化HashEntry时发生的指令重排序导致的,也就是在HashEntry初始化完成之前便返回了它的引用。这时,JDK给出的解决之道就是加锁重读,源码如下:

    ConcurrentHashMap计算size

    private transient volatile CounterCell[] counterCells;
    
    final long sumCount() {
        CounterCell[] as = counterCells; CounterCell a;
        long sum = baseCount;
        if (as != null) {
            for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
                if ((a = as[i]) != null)
                    sum += a.value;
            }
        }
        return sum;
    }
    
    static final class CounterCell {
            volatile long value;
            CounterCell(long x) { value = x; }
        }
    
    

    阻塞队列:BlockingQueue

    备注
    boolean put E take 阻塞调用
    boolean offer、add E poll、remove 非阻塞,前者不抛异常,后者抛,后者实际上调用了前者

    添加:

    • boolean offer(E e):不会阻塞
      加锁,判断,队列满了直接返回false,否则入队列并返回true,finally解锁
    • boolean add(E e):直接调用offer方法,offer返回false的话抛异常
    • void put(E e) throws InterruptedException:阻塞方法

    获取

    • E poll():不阻塞 返回null 或者数据
    • Eremove() :调用的poll方法,返回null抛异常。
    • E take() throws InterruptedException:阻塞调用,加锁,判断有无数据,返回

    其他方法:

    • E peek():返回队列头元素,但不会移除,只是拿到引用
      peek偷窥一下的意思
    • element() :同上,调用了peek方法,返回null的话抛异常

    说明:
    1、add()和offer()区别: add调用offer抛异常
    add()和offer()都是向队列中添加一个元素。一些队列有大小限制,因此如果想在一个满的队列中加入一个新项,调用 add() 方法就会抛出一个 unchecked 异常,而调用 offer() 方法会返回 false。因此就可以在程序中进行有效的判断!

    2、poll()和remove()区别:remove调用poll方法抛异常
    remove() 和 poll() 方法都是从队列中删除第一个元素。如果队列元素为空,调用remove() 的行为与 Collection 接口的版本相似会抛出异常,但是新的 poll() 方法在用空集合调用时只是返回 null。因此新的方法更适合容易出现异常条件的情况。

    3、element() 和 peek() 区别:element调用peek方法抛异常
    element() 和 peek() 用于在队列的头部查询元素。与 remove() 方法类似,在队列为空时, element() 抛出一个异常,而 peek() 返回 null。


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