JAVA的那些数据结构实现总结，实现，扩容说明

能沉淀下来的东西，往往都很基础，整理了下JAVA中遇到的数据结构

目录大纲：

到目前接触到的

有几个说明：

可扩容数组

ArrayList 扩容数组的实现, 满了后扩容，扩容在1.5倍，通过copy过来，无扩容因子

     int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
     // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
     elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

可扩容的数组链表

数组链表的扩容实现：

以HashMap为例子， 当链表深度过长，或生产个新的数组链表进行copy

注意：

扩容过程中容易出现死链，下面是死链的个演示：

扩容前
[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 空]
  5     10

第一个线程扩容后，数组链表如下

[ 1 ] [ 10 ] [3] [] [] [] []
          2

第二个线程又把从头把2指向10，然后2和10形成了个死循环

扩容代码

//对HashMap死链理解的注解 . 2017.02.17 by 何锦彬 JDK,1.7.51

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
         //获取新table的容量
        int newCapacity = newTable.length;
        //迭代以前的数组
        for (Entry<K,V> e : table) {
            //如果数组上有元素
            while(null != e) {
                // 赋值next
                Entry<K,V> next = e.next;
                //获取e在新的table里的位置
                if (rehash) {
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                //把e指向当前的新数组里的第一个元素，这里会并发了，如果在这断点等待下个线程过来，就会死循环，尝试下
                e.next = newTable[i];
                //替代新数组的位置
                newTable[i] = e;
                e = next;
            }
        }
    }

栈

stack栈的实现 ，基于数组继承自Vector(故线程安全)：

获取peek()：get(len-1)

出栈 pop()： 从数组最大坐标开始取出，peek(len-1) , 然后remove

入栈 push(o) : add(o)

 

阻塞队列

阻塞队列的实现：

基于数组和单向链表

获取：peek()，

实现：重入锁保证线程安全，peek()，从顶部获取

阻塞入队：put(o)，

实现： 重入锁保证线程安全，通过Condition阻塞，无超时，支持Interrupt

带超时阻塞入队： offer(o,timeout, tmeUnit), 

实现： 重入锁保证线程安全，通过Condition阻塞，condition方法，awaitNanos(纳秒)，支持Interrupt

其它注意点：

当前数组的大小: AtomicInteger计算，用CAS保证同步，记得ReentrantLock必须是全局变量，局部的话，每次锁的对象是this.

 

红黑树：

红黑树的实现，TreeMap举例，加入自己的注释的理解：

//对treeMap的红黑树理解注解. 2017.02.16 by 何锦彬  JDK,1.7.51<br>  <br>/** From CLR */
    private void fixAfterInsertion(Entry<K, V> x) {
 
         
         
        //新加入红黑树的默认节点就是红色
        x.color = RED;
        /**
         * 1. 如为根节点直接跳出
         */
        while (x != null && x != root && x.parent.color == RED) {
            
            if (parentOf(x) == leftOf(parentOf(parentOf(x)))) {
                 
                //如果X的父节点（P）是其父节点的父节点（G）的左节点 
                //即 下面这种情况
                /**
                 *                         G
                 *               P(RED)              U
                 */              
                //获取其叔(U)节点
                Entry<K, V> y = rightOf(parentOf(parentOf(x)));
                if (colorOf(y) == RED) {
                    // 这种情况，对应下面 图：情况一
                    /**
                     *                         G
                     *               P(RED)              U(RED)
                     *          X
                     */
                    //如果叔节点是红色的（父节点有判断是红色）. 即是双红色，比较好办，通过改变颜色就行. 把P和U都设置成黑色然后,X加到P节点。 G节点当作新加入节点继续迭代
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(y, BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    x = parentOf(parentOf(x));
                } else {
                    //处理红父，黑叔的情况
                    if (x == rightOf(parentOf(x))) {
                        // 这种情况，对应下面 图：情况二
                        /**
                         *                           G
                         *            P(RED)                        U(BLACK)
                         *                     X
                         */
                        //如果X是右边节点
                        x = parentOf(x);
                        // 进行左旋
                        rotateLeft(x);
                    }
                    //左旋后，是这种情况了，对应下面 图：情况三
                    /**
                     *                           G
                     *            P(RED)                        U(BLACK)
                     *      X
                     */
                     
                    // 到这，X只能是左节点了，而且P是红色，U是黑色的情况
                    //把P改成黑色，G改成红色，以G为节点进行右旋
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    rotateRight(parentOf(parentOf(x)));
                }
            } else {
                //父节点在右边的
                /**
                 *                         G
                 *                 U               P(RED)
                 */              
                //获取U
                Entry<K, V> y = leftOf(parentOf(parentOf(x)));
                 
                if (colorOf(y) == RED) {
                    //红父红叔的情况
                    /**
                     *                          G
                     *             U(RED)               P(RED)
                     */    
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(y, BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    //把G当作新插入的节点继续进行迭代
                    x = parentOf(parentOf(x));
                } else {
                    //红父黑叔，并且是右父的情况
                    /**
                     *                          G
                     *             U(RED)               P(RED)
                     */    
                    if (x == leftOf(parentOf(x))) {
                    //如果插入的X是左节点
                     /**
                        *                            G
                        *            U(BLACK)                        P(RED)
                        *                                       X              
                        */
                        x = parentOf(x);
                        //以P为节点进行右旋
                        rotateRight(x);
                    }
                    //右旋后
                    /**
                     *                            G
                     *            U(BLACK)                        P(RED)
                     *                                                        X
                     */
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    //以G为节点进行左旋
                    rotateLeft(parentOf(parentOf(x)));
                }
            }
        }
        //红黑树的根节点始终是黑色
        root.color = BLACK;
    }

　　

其实就是一颗2-3-4树变种，红黑树详情可以看我上一篇

而且JDK8的hashMap链表后，链表的深度超过8也是转换成红黑树的存储，个人是认为转换成红黑树后，hashMap的扩容条件是有问题了，应该加入是否有红黑树的判断