最近被陸陸續(xù)續(xù)問了幾遍HashMap的實現(xiàn)，回答的不好，打算復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)JDK中的集合框架，并嘗試分析其源碼，這么做一方面是這些類非常實用，掌握其實現(xiàn)能更好的優(yōu)化我們的程序；另一方面是學(xué)習(xí)借鑒JDK是如何實現(xiàn)了這么一套優(yōu)雅高效的類庫，提升編程能力。

在介紹具體適合類之前，本篇文章對Java中的集合框架做一個大致描述，從一個高的角度俯視這個框架，了解了這個框架的一些理念與約定，會大大幫助后面分析某個具體類，讓我們開始吧。

集合框架（collections framework）

首先要明確，集合代表了一組對象（和數(shù)組一樣，但數(shù)組長度不能變，而集合能）。Java中的集合框架定義了一套規(guī)范，用來表示、操作集合，使具體操作與實現(xiàn)細(xì)節(jié)解耦。

其實說白了，可以把一個集合看成一個微型數(shù)據(jù)庫，操作不外乎“增刪改查”四種操作，我們在學(xué)習(xí)使用一個具體的集合類時，需要把這四個操作的時空復(fù)雜度弄清楚了，基本上就可以說掌握這個類了。

設(shè)計理念

主要理念用一句話概括就是：提供一套“小而美”的API。API需要對程序員友好，增加新功能時能讓程序員們快速上手。
為了保證核心接口足夠小，最頂層的接口（也就是Collection與Map接口）并不會區(qū)分該集合是否可變（mutability）,是否可更改 （modifiability）,是否可改變大?。╮esizability）這些細(xì)微的差別。相反，一些操作是可選的，在實現(xiàn)時拋出UnsupportedOperationException即可表示集合不支持該操作。集合的實現(xiàn)者必須在文檔中聲明那些操作是不支持的。

為了保證最頂層的核心接口足夠小，它們只能包含下面情況下的方法：

1. 基本操作，像之前說的“增刪改查”

2. There is a compelling performance reason why an important implementation would want to override it.

此外，所有的集合類都必須能提供友好的交互操作，這包括沒有繼承Collection類的數(shù)組對象。因此，框架提供一套方法，讓集合類與數(shù)組可以相互轉(zhuǎn)化，并且可以把Map看作成集合。

兩大基類Collection與Map

在集合框架的類繼承體系中，最頂層有兩個接口：

• Collection表示一組純數(shù)據(jù)

• Map表示一組key-value對

一般繼承自Collection或Map的集合類，會提供兩個“標(biāo)準(zhǔn)”的構(gòu)造函數(shù)：

• 沒有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建一個空的集合類

• 有一個類型與基類（Collection或Map）相同的構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建一個與給定參數(shù)具有相同元素的新集合類

因為接口中不能包含構(gòu)造函數(shù)，所以上面這兩個構(gòu)造函數(shù)的約定并不是強制性的，但是在目前的集合框架中，所有繼承自Collection或Map的子類都遵循這一約定。

Collection

java-collection-hierarchy

如上圖所示，Collection類主要有三個接口：

• Set表示不允許有重復(fù)元素的集合（A collection that contains no duplicate elements）

• List表示允許有重復(fù)元素的集合（An ordered collection (also known as a sequence)）

• Queue JDK1.5新增，與上面兩個集合類主要是的區(qū)分在于Queue主要用于存儲數(shù)據(jù)，而不是處理數(shù)據(jù)。（A collection designed for holding elements prior to processing.）

Map

MapClassHierarchy

Map并不是一個真正意義上的集合（are not true collections），但是這個接口提供了三種“集合視角”（collection views ），使得可以像操作集合一樣操作它們，具體如下：

• 把map的內(nèi)容看作key的集合（map’s contents to be viewed as a set of keys）

• 把map的內(nèi)容看作value的集合（map’s contents to be viewed as a collection of values）

• 把map的內(nèi)容看作key-value映射的集合（map’s contents to be viewed as a set of key-value mappings）

總結(jié)

今天先開個頭，后面會陸陸續(xù)續(xù)來一系列干貨，Stay Tuned。

需要說明一點，今后所有源碼分析都將基于Oracle JDK 1.7.0_71，請知悉。

$ java -version
java version "1.7.0_71"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_71-b14)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.71-b01, mixed mode)