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源码-Java容器-1.总体认识

java 来源:h2linlin 7次浏览

title: 源码-Java容器-1.总体认识
date: 2019-08-15 00:37:25
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Java容器部分所有的内容都是基于Java1.8分析的。

1.总体设计思路

Java容器框架,由Collection和Map组成。其中,Collection又分化为Set、List和Queue。Map整体继承结构则较为简单。此外还有Java1.2版本之前的HashTable,后续会简单提一下。我们先简单的介绍下框架的整体情况,然后后续会做具体的分析。

首先我们简单说下Collection部分的总体设计思路:

  • 第一层实现:将Collection需要具备的特征抽出来汇总到抽象类AbstractCollection。将Set、List、Queue需要具备的功能作为接口抽象出来分别汇总到Set、List、Queue接口。
  • 第二步实现:在上一步的基础上,继承抽象类AbstractCollection,并实现Set、List、Queue接口,从而汇总出更具体一些的AbstractSet、AbstractList、AbstractQueue。
  • 第三步实现:根据具体的需要,分别继承AbstractSet、AbstractList、AbstractQueue,同样的也实现Set、List、Queue接口,从而生成HashSet、LiinkedHashSet、TreeSet、ArrayList、LinkedList、Vector、Stack、PriorityQueue、ArrayDeque这9个具体的容器类。

一句话总结就是,抽出抽象类和接口,然后继承抽象类和接口形成新的抽象类,再继承新的抽象类和接口形成实现类。

然后简单说下Map部分。其实Set就是用没有value的Map来实现的,所以Map的结构其实和Set是相近的。Map的总体设计思路:

  • 第一步实现:将Map需要具备的功能抽出来汇总到抽象类AbstractMap。
  • 第二步实现:根据具体的需要,继承AbstractMap,并实现Map接口,从而生成HashMap、LinkedHashMap、WeakHashMap、IdentityHashMap、EnumHashMap、TreeMap这6个容器类。
  • 比较特别的HashTable则是直接实现Map接口,并继承Dictionary抽象类来实现。

顺口提一句,Java1.8为了加入stream等新功能,加入了接口专用的default关键字。后面讲到Collection方法的时候会简单分析接口中static和default关键字的使用。

再顺口提一句,除了以上提到的实现类,在JUC包里的容器类也是对List接口、AbstractSet等抽象类有实现的,这个忽略,以后讲到JUC包的时候再分析。

2.源码继承结构分析

下面是Java集合体系(不包括JUC)里面涉及到的所有接口、抽象类、实现类的继承关系:

Collection继承体系:

public interface Collection<E> extends Iterable<E> { }
public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> { }
		
public interface Set<E> extends Collection<E> { }
	public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> { }
		public interface SortedSet<E> extends Set<E> { }
			public interface NavigableSet<E> extends SortedSet<E> { }
				public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
				public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
					public class LinkedHashSet<E> extends HashSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable { }
					
public interface List<E> extends Collection<E> { }
	public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E>{ }
		public abstract class AbstractSequentialList<E> extends AbstractList<E> { 
		public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
		public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
	public class Vector<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
		public class Stack<E> extends Vector<E> { }
		
public interface Queue<E> extends Collection<E> { }
	public abstract class AbstractQueue<E> extends AbstractCollection<E> implements Queue<E> { }
		public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements java.io.Serializable { }
	public interface Deque<E> extends Queue<E> { }
		public class ArrayDeque<E> extends AbstractCollection<E> implements Deque<E>, Cloneable, Serializable { }

Map继承体系:

public interface Map<K,V> { }
	public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> { }
		public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { }
			public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V> { }
			
			public class WeakHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> { }
			public class IdentityHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, java.io.Serializable, Cloneable { }
			public class EnumMap<K extends Enum<K>, V> extends AbstractMap<K, V> implements java.io.Serializable, Cloneable { }
			
			
	public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> { }
		public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> { }
		public class TreeMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable { }
	
	public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable { }

3.整体继承关系图

以下关系图是由上述2中源代码分析而来的,已包含集合所有实现类(除JUC外)。

Map继承关系图:

Collection继承关系图:

以上就是整体分析。之后的文章我会按这个思路,分析Collection,再分析AbstractCollection和Set、List、Queue,再分析AbstractSet、AbstractList、AbstractQueue,最后分析具体实现类。Map的分析也是相近的思路。我们会先分析Map,再分析Collection。因为Set是基于Map实现的。


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