Java集合框架详解：HashMap与线程安全

"Java集合教程涵盖了线程不安全和安全的集合类，包括HashMap、HashTable、TreeMap、ArrayList、Vector、LinkedList、Set等。文章详细讨论了HashMap的特点，如其在不同JDK版本下的实现方式，以及容量和扩容策略。线程安全的集合则涉及CopyOnWriteArrayList、线程安全的Set和Map，特别是ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap。" 在Java编程中，集合框架是核心部分，它提供了存储和操作对象的容器。这篇教程主要讲解了Java集合中的几个关键组件，并特别关注了线程安全和非线程安全的问题。 **线程不安全的集合** 1. **HashMap**：HashMap是非线程安全的，适用于单线程环境。在JDK8之前，HashMap通过拉链法解决哈希冲突；从JDK8开始，引入了红黑树，当链表长度超过8时，会转换为红黑树以优化性能。默认容量为0，首次插入时初始化为16，每次扩容都是原容量的两倍。 2. **HashTable**：与HashMap类似，但它是线程安全的，不允许null键和值。由于其同步机制，性能通常低于HashMap。 3. **TreeMap**：基于红黑树的有序映射，保证了插入、删除和查找的O(logn)时间复杂度。 4. **ArrayList**：线程不安全的动态数组，适合随机访问，插入和删除在中间位置时效率较低。 5. **Vector**：ArrayList的线程安全版本，但性能较差，因为每个操作都需要同步。 6. **LinkedList**：双向链表，适合频繁的插入和删除操作，但随机访问效率低。 7. **Set**：无序且不允许重复的集合，如HashSet（基于HashMap实现）。 8. **ConcurrentModificationException**：当一个线程正在修改集合，而另一个线程尝试遍历该集合时，会抛出此异常。 **线程安全的集合** 1. **线程安全的List**：如`CopyOnWriteArrayList`，在写操作时创建副本，保证了读操作不会被阻塞，适用于读多写少的情况。 2. **线程安全的Set**：例如`Collections.synchronizedSet()`返回的Set，提供线程安全的接口。 3. **线程安全的Map**：`ConcurrentHashMap`是线程安全的HashMap替代品，采用分段锁策略，提供了高效并发性能。`ConcurrentSkipListMap`则是一个线程安全的有序Map，基于跳跃列表实现。 这些集合类的选择取决于具体的应用场景，对于高并发环境，线程安全的集合可以避免数据竞争问题，但可能带来性能开销。在低并发或对性能要求较高的场景，非线程安全的集合通常更合适。理解这些集合的特性和使用场景，有助于编写更加高效和安全的Java代码。