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前言

Java集合是我認(rèn)為在Java基礎(chǔ)中最最重要的知識(shí)點(diǎn)了，Java集合是必須掌握的。我在實(shí)習(xí)/秋招面試的時(shí)候，只要是面到Java，那一定是少不了Java集合。

作為一個(gè)新人，最關(guān)心的其實(shí)有一點(diǎn)：這個(gè)技術(shù)在工作中是怎么用的。換個(gè)說(shuō)法：“工作中常用到的Java集合有哪些，應(yīng)用場(chǎng)景是什么”

List集合

List集合下最常見(jiàn)的集合類有兩個(gè)：ArrayList和LinkedList

在工作中，我都是無(wú)腦用ArrayList。我問(wèn)了兩個(gè)同事：“你們?cè)陧?xiàng)目中用過(guò)LinkedList嗎？”他們都表示沒(méi)有。

眾所周知，ArrayList底層是數(shù)組，LinkedList底層是鏈表。數(shù)組遍歷速度快，LinkedList增刪元素快。

為什么在工作中一般就用ArrayList，而不用LinkedList呢？原因也很簡(jiǎn)單：

• 在工作中，遍歷的需求比增刪多，即便是增加元素往往也只是從尾部插入元素，而ArrayList在尾部插入元素也是O(1)
• ArrayList增刪沒(méi)有想象中慢，ArrayList的增刪底層調(diào)用的copyOf()被優(yōu)化過(guò)，加上現(xiàn)代CPU對(duì)內(nèi)存可以塊操作，普通大小的ArrayList增刪比LinkedList更快。

所以，在開(kāi)發(fā)中，想到要用集合來(lái)裝載元素，第一個(gè)想到的就是ArrayList。

那么來(lái)了，LinkedList用在什么地方呢？我們一般用在刷算法題上。把LinkedList當(dāng)做一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列，LinkedList本身就實(shí)現(xiàn)了Queue接口

如果考慮線程安全的問(wèn)題，可以看看CopyWriteOnArrayList，實(shí)際開(kāi)發(fā)用得不多，但我覺(jué)得可以了解一下它的思想(CopyWriteOn)，這個(gè)思想在Linux/文件系統(tǒng)都有用到。

Set集合

Set集合下最常見(jiàn)的集合類有三個(gè)：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet

List和Set都是集合，一般來(lái)說(shuō)：如果我們需要保證集合的元素是唯一的，就應(yīng)該想到用Set集合

比如說(shuō)：現(xiàn)在要發(fā)送一批消息給用戶，我們?yōu)榱藴p少「一次發(fā)送重復(fù)的內(nèi)容給用戶」這樣的錯(cuò)誤，我們就用Set集合來(lái)保存用戶的userId/phone

自然地，首先要保證最上游的那批用戶的userId/phone是沒(méi)有重復(fù)的，而我們用Set集合只是為了做一個(gè)兜底來(lái)盡可能避免重復(fù)發(fā)送的問(wèn)題。

一般我們?cè)陂_(kāi)發(fā)中最多用到的也就是HashSet。TreeSet是可以排序的Set，一般我們需要有序，從數(shù)據(jù)庫(kù)拉出來(lái)的數(shù)據(jù)就是有序的，可能往往寫(xiě)order by id desc比較多。而在開(kāi)發(fā)中也很少管元素插入有序的問(wèn)題，所以LinkedHashSet一般也用不上。

如果考慮線程安全的問(wèn)題，可以考慮CopyOnWriteArraySet，用得就更少了(這是一個(gè)線程安全的Set，底層實(shí)際上就是CopyWriteOnArrayList)

TreeSet和LinkedHashSet更多的可能用在刷算法的時(shí)候。

Map集合

Map集合最常見(jiàn)的子類也有三個(gè)：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap

如果考慮線程安全問(wèn)題，應(yīng)該想到的是ConcurrentHashMap，當(dāng)然了Hashtable也要有一定的了解，因?yàn)槊嬖噷?shí)在是問(wèn)得太多太多了。

HashMap在實(shí)際開(kāi)發(fā)中用得也非常多，只要是key-value結(jié)構(gòu)的，一般我們就用HashMap。LinkedHashMap和TreeMap用的不多，原因跟HashSet和TreeSet一樣。

ConcurrentHashMap在實(shí)際開(kāi)發(fā)中也用得挺多，我們很多時(shí)候把ConcurrentHashMap用于本地緩存，不想每次都網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，在本地做本地緩存。監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)的變化，如果數(shù)據(jù)有變動(dòng)了，就把ConcurrentHashMap對(duì)應(yīng)的值給更新了。

Queue隊(duì)列

不知道大家有沒(méi)有學(xué)過(guò)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模式，秋招面試的時(shí)候可能會(huì)讓你手寫(xiě)一段這樣的代碼。最簡(jiǎn)單的方式就是用阻塞隊(duì)列去寫(xiě)。類似下面：

生產(chǎn)者：

import java.util.Random;import java.util.Vector;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class Producer implements Runnable { // true--->生產(chǎn)者一直執(zhí)行，false--->停掉生產(chǎn)者 private volatile boolean isRunning = true; // 公共資源 private final Vector sharedQueue; // 公共資源的最大數(shù)量 private final int SIZE; // 生產(chǎn)數(shù)據(jù) private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(); public Producer(Vector sharedQueue, int SIZE) { this.sharedQueue = sharedQueue; this.SIZE = SIZE; } @Override public void run() { int data; Random r = new Random(); System.out.println("start producer id = " + Thread.currentThread().getId()); try { while (isRunning) { // 模擬延遲 Thread.sleep(r.nextInt(1000)); // 當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)阻塞等待 while (sharedQueue.size() == SIZE) { synchronized (sharedQueue) { System.out.println("Queue is full, producer " + Thread.currentThread().getId() + " is waiting, size：" + sharedQueue.size()); sharedQueue.wait(); } } // 隊(duì)列不滿時(shí)持續(xù)創(chuàng)造新元素 synchronized (sharedQueue) { // 生產(chǎn)數(shù)據(jù) data = count.incrementAndGet(); sharedQueue.add(data); System.out.println("producer create data:" + data + ", size：" + sharedQueue.size()); sharedQueue.notifyAll(); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); Thread.currentThread().interrupted(); } } public void stop() { isRunning = false; }}

消費(fèi)者：

import java.util.Random;import java.util.Vector;public class Consumer implements Runnable { // 公共資源 private final Vector sharedQueue; public Consumer(Vector sharedQueue) { this.sharedQueue = sharedQueue; } @Override public void run() { Random r = new Random(); System.out.println("start consumer id = " + Thread.currentThread().getId()); try { while (true) { // 模擬延遲 Thread.sleep(r.nextInt(1000)); // 當(dāng)隊(duì)列空時(shí)阻塞等待 while (sharedQueue.isEmpty()) { synchronized (sharedQueue) { System.out.println("Queue is empty, consumer " + Thread.currentThread().getId() + " is waiting, size：" + sharedQueue.size()); sharedQueue.wait(); } } // 隊(duì)列不空時(shí)持續(xù)消費(fèi)元素 synchronized (sharedQueue) { System.out.println("consumer consume data：" + sharedQueue.remove(0) + ", size：" + sharedQueue.size()); sharedQueue.notifyAll(); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); Thread.currentThread().interrupt(); } }}

Main方法測(cè)試：

import java.util.Vector;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class Test2 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 1.構(gòu)建內(nèi)存緩沖區(qū) Vector sharedQueue = new Vector(); int size = 4; // 2.建立線程池和線程 ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); Producer prodThread1 = new Producer(sharedQueue, size); Producer prodThread2 = new Producer(sharedQueue, size); Producer prodThread3 = new Producer(sharedQueue, size); Consumer consThread1 = new Consumer(sharedQueue); Consumer consThread2 = new Consumer(sharedQueue); Consumer consThread3 = new Consumer(sharedQueue); service.execute(prodThread1); service.execute(prodThread2); service.execute(prodThread3); service.execute(consThread1); service.execute(consThread2); service.execute(consThread3); // 3.睡一會(huì)兒然后嘗試停止生產(chǎn)者(結(jié)束循環(huán)) Thread.sleep(10 * 1000); prodThread1.stop(); prodThread2.stop(); prodThread3.stop(); // 4.再睡一會(huì)兒關(guān)閉線程池 Thread.sleep(3000); // 5.shutdown()等待任務(wù)執(zhí)行完才中斷線程(因?yàn)橄M(fèi)者一直在運(yùn)行的，所以會(huì)發(fā)現(xiàn)程序無(wú)法結(jié)束) service.shutdown(); }}

我的項(xiàng)目用阻塞隊(duì)列也挺多的(我覺(jué)得跟個(gè)人編寫(xiě)的代碼風(fēng)格習(xí)慣有關(guān))，類似實(shí)現(xiàn)了上面的生產(chǎn)者和消費(fèi)者模式。

真實(shí)場(chǎng)景例子：

• 運(yùn)營(yíng)要發(fā)一條推送消息，首先需要去用戶畫(huà)像系統(tǒng)圈選一個(gè)人群，填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的人群ID和發(fā)送時(shí)間。
• 我通過(guò)時(shí)間調(diào)度，通過(guò)RPC拿到人群的信息。遍歷HDFS得到這個(gè)人群的每個(gè)userId
• 將遍歷的userId放到一個(gè)阻塞隊(duì)列里邊去，用多個(gè)線程while(true)取阻塞隊(duì)列的數(shù)據(jù)

好處是什么？我在取userId的時(shí)候，會(huì)有個(gè)限制：要么超出了指定的時(shí)間，要么達(dá)到BatchSize的值。這樣我就可以將相同內(nèi)容的不同userId組成一個(gè)Task。

本來(lái)100個(gè)userId是100個(gè)Task，現(xiàn)在我將100個(gè)userId放在一個(gè)Task里邊(因?yàn)榘l(fā)送的內(nèi)容是相同的，所以我可以這么干)。這樣再往下游傳的時(shí)候，并發(fā)量就降低了很多。

什么時(shí)候考慮線程安全

什么時(shí)候考慮線程安全的集合類，那當(dāng)然是線程不安全的時(shí)候咯。那什么時(shí)候線程不安全？最常見(jiàn)的是：操作的對(duì)象是有狀態(tài)的

雖然說(shuō)，我們經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到線程不安全，但在業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)中要我們程序員處理線程不安全的地方少之又少。比如說(shuō)：你在寫(xiě)Servlet的時(shí)候，加過(guò)syn/lock鎖嗎？應(yīng)該沒(méi)有吧？

因?yàn)槲覀兊牟僮鞯膶?duì)象往往是無(wú)狀態(tài)的。沒(méi)有共享變量被多個(gè)線程訪問(wèn)，自然就沒(méi)有線程安全問(wèn)題了。

SpringMVC是單例的，但SpringMVC都是在方法內(nèi)操作數(shù)據(jù)的，每個(gè)線程進(jìn)入方法都會(huì)生成棧幀，每個(gè)棧幀的數(shù)據(jù)都是線程獨(dú)有的，如果不設(shè)定共享變量，不會(huì)有線程安全問(wèn)題。

上面只是簡(jiǎn)單舉了SpringMVC的例子(只是為了更好的理解)；

一句話總結(jié)：只要涉及到多個(gè)線程操作一個(gè)共享變量的時(shí)候，就要考慮是不是要用線程安全的集合類。

最后

還是想強(qiáng)調(diào)一下，Java集合雖然在工作中不是每個(gè)都經(jīng)常用得到，但是還是得重點(diǎn)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。

如果你學(xué)習(xí)到了源碼，可能你在創(chuàng)建集合的時(shí)候就會(huì)指定了集合的大小(即便我們知道它能動(dòng)態(tài)擴(kuò)容)

如果你想要去面試，Java集合是肯定少不了的，必問(wèn)的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，你學(xué)會(huì)了就是送分題。

現(xiàn)在已經(jīng)工作有一段時(shí)間了，為什么還來(lái)寫(xiě)Java集合呢，原因有以下幾個(gè)：

• 我是一個(gè)對(duì)排版有追求的人，如果早期關(guān)注我的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，我的GitHub、文章導(dǎo)航的read.me會(huì)經(jīng)常更換。現(xiàn)在的GitHub導(dǎo)航也不合我心意了(太長(zhǎng)了)，并且早期的文章，說(shuō)實(shí)話排版也不太行，我決定重新搞一波。
• 我的文章會(huì)分發(fā)好幾個(gè)平臺(tái)，但文章發(fā)完了可能就沒(méi)人看了，并且圖床很可能因?yàn)槠脚_(tái)的防盜鏈就掛掉了。又因?yàn)橛泻芏嗟淖x者問(wèn)我：”你能不能把你的文章轉(zhuǎn)成PDF啊？“
• 我寫(xiě)過(guò)很多系列級(jí)的文章，這些文章就幾乎不會(huì)有太大的改動(dòng)了，就非常適合把它們給”持久化“。

作者：Java3y
原文鏈接：https://juejin.im/post/5e7c05236fb9a009a6764ef9

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的hashmap应用场景_工作中常用到的Java集合有哪些？应用场景是什么？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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