幾種Java集合框架詳解

幾種Java集合框架詳解Java集合框架Koloboke詳解作者：chszs，未經博主允許不得轉載。經許可的轉載需注明作者和博客主頁：/chszsKoloboke的目標是替換標準的Java集合和流的API，提供更高效的實現(xiàn)。Koloboke目前的版本主要是替換java.util.HashSet和java.util.HashMap。Koloboke提供了一套完整的集合原始類型的實現(xiàn)，可以避免開銷很大的裝箱/拆箱操作，節(jié)省了原始類型裝箱消耗的內存在Koloboke中，HashSet和HashMap比其它專門的實現(xiàn)(比如GScollections、fastutil、HTTP&Trove)要更快，這是因為：1)相比于其它庫，Koloboke對每個entry使用了更少的內存Koloboke目標是把鍵和值存儲在同一行高速緩存中所有的方法都經過了實現(xiàn)優(yōu)化，而不是像AbstractSet類或AbstractMap類那樣委托給框架類(SkeletonClass)Koloboke的官網：http://chronicle.software/products/koloboke-collections/Koloboke的特征：1)極好的兼容Java集合框架(JCF，JavaCollectionsFramework)2)所有原始專門的集合類都繼承了基本的接口(比如Collection、Set、Map)3）可用于替換標準的JCF4）KolobokeAPIforJava6andJava7向前兼容Java8的新方法5）快速失敗的語義6）支持null鍵（可選的），就像java.util.HashMap中的Float.NaN和Double.NaN鍵的處理那樣。什么時候使用ChronicleMap或KolobokeMap?使用ChronicleMap的場景：1） 存儲的entry超過5億條2） 在進程之間分布Map3）使用堆外內存（Off-HeapMemory），因為鍵和值占用了太多的內存，JVM遭遇GC的痛苦當不想在進程間共享數(shù)據(jù)，且存儲的entry在5億條以內，那么Koloboke是更理想的選擇oKoloboke目前的最新版本為068版?？梢詮腗aven倉庫使用它：<dependency><groupId>net.openhft</groupId><artifactId>koloboke-api-jdk8</artifactId><version>0.6.8</version></dependency><dependency><groupId>net.openhft</groupId><artifactId>koloboke-impl-jdk8</artifactId><version>0.6.8</version></dependency>Gradle依賴為dependencies{//'jdk8'insteadof'jdk6-7'ifyouuseJava8compile'net.openhft:koloboke-api-jdk6-7:0.6.8'runtime'net.openhft:koloboke-impl-jdk6-7:0.6.8'}也可以到這里下載：/OpenHFT/Koloboke/releasesJava集合框架GSCollections詳解作者：chszs，未經博主允許不得轉載。經許可的轉載需注明作者和博客主頁：/chszsGSCollections是一個開源的基于Java的集合框架，它兼容JDK的List、Set、Map實現(xiàn)，并提供了一套功能豐富的API和工具類集合，其迭代循環(huán)的實現(xiàn)是受Smalltalk集合框架的啟發(fā)。GSCollections庫的模塊兼容Java5，包括gs-collections-api，gs-collections，gs-collections-testutils。GSCollections目前的最新版本為7.0.0版。主頁見：/goldmansachs/gs-collectionsGSCollections特性：1）改進了易讀性，減少了迭代循環(huán)代碼的重復2）實現(xiàn)了數(shù)個高級迭代模式（選擇select、拒絕reject、收集collect、注入inject)人性化的容器接口繼承了標準JDK的接口。)對于Collections、Arrays、Maps、Strings等提供了一致的迭代機制)對標準的ArrayList、HashSet和HashMap提供了經過優(yōu)化的高性能、低內存利用率的替代在工具類中執(zhí)行了更多幕后的優(yōu)化封裝了很多結構復雜的并行迭代和懶惰估算添加了新的容器，包括Bag、Interval、Multimap、BiMap，以及提供了很多容器類型的不可變(Immutable)版本從2005年開始發(fā)布，是一個成熟的庫GSCollections的使用：GSCollections把迭代豐富仿照容器類型中，并使用匿名的內部類來模擬Lambdas表達式。GSCollections的編程風格如下面代碼所示：MutableList<Person>people=FastList.newListWith(person1,person2,person3);MutableList<String>sortedLastNames=people.collect(Person.TO_LAST_NAME).sortThis();System.out.println("Commaseparated,sortedlastnames:"+sortedLastNames.makeString());Person.TO丄AST_NAME被定義為Person類的一個常量函數(shù)publicstaticfinalFunction<Person,String>TO_LAST_NAME=newFunction<Person,String>(){publicStringvalueOf(Personperson){returnperson.lastName;}};對于Java8，此函數(shù)可以使用Lambda表達式替代：MutableList<String>sortedLastNames=people.collect(person->person.getLastName()).sortThis();或者是用方法引用替代:MutableList<String>sortedLastNames=people.collect(Person::getLastName).sortThis();GSCollections的Maven依賴<dependency><groupId>com.goldmansachs</groupId><artifactId>gs-collections-api</artifactId><version>7.0.0</version></dependency><dependency><groupId>com.goldmansachs</groupId><artifactId>gs-collections</artifactId><version>7.0.0</version></dependency><dependency><groupId>com.goldmansachs</groupId><artifactId>gs-collections-testutils</artifactId><version>7.0.0</version><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>com.goldmansachs</groupId><artifactId>gs-collections-forkjoin</artifactId><version>7.0.0</version></dependency>Gradle依賴為dependencies{compile'com.goldmansachs:gs-collections-api:7.0.0'compile'com.goldmansachs:gs-collections:7.0.0'testCompile'com.goldmansachs:gs-collections-testutils:7.0.0'compile'com.goldmansachs:gs-collections-forkjoin:7.0.0'}另外幾種Java集合框架詳解作者：chszs，未經博主允許不得轉載。經許可的轉載需注明作者和博客主頁：/chszs1、fastutilfastutil是一個開源的Java集合框架的擴展它繼承了JavaCollectionFramework,提供了數(shù)種特定類型的容器，包括映射map、集合set、列表list、優(yōu)先級隊列(prorityqueue)，實現(xiàn)了java.util包的標準接口(還提供了標準類所沒有的雙向迭代器)，還提供了很大的(64位)的array、set、list，以及快速、實用的二進制或文本文件的I/O操作類。fastutil為專用的集合類提供了大容量的功能，而且類比普通Java集合類顯得更緊湊、速度更快。除了對象和原始類型，fastutil類還提供了對引用的支持，也即對象是可以使用等號操作符進行比較的，無需使用equals()方法。fastutil以Apache2.0許可證發(fā)布。使用它需要JDK7以上版本。fastutil以JAR包的方式提供，要注意這個JAR包文件比較大，因為它包含了大量的類文件。如果你只想要fastutil的一部分，那么應該考慮實用AutoJar之類的根據(jù)來自動提取所需的類。官網地址：http://fastutil.di.unimi.it/相似的技術：HPPC、Koloboke、GSCollections、TroveCollections、MahoutCollectionsfastutil目前的最新版本為7.0.10版這個最新的JAR包fastutil-7.0.10.jar大小為仃MB。其Maven依賴為：<dependency><groupId>it.unimi.dsi</groupId><artifactId>fastutil</artifactId><version>7.0.10</version></dependency>fastutil的在線API文檔見：http://fastutil.di.unimi.it/docs/fastutil6在大數(shù)據(jù)方面進行了增強，提供了一套新的類集合使得可以處理很大的集合，尤其是當集合數(shù)據(jù)超過2GB（2八31）時。比如HashBigSet僅僅受內存大小的限制。2、HPPC官網地址：/hppc.html官網地址：/carrotsearch/hppcHPPC即HighPerformancePrimitiveCollectionsforJava，對Java的原始集合類型如映射map、集合set、堆棧stack、列表list、隊列deque等進行了擴展，提供了更佳的內存利用率，帶來了更好的性能。HPPC當前的最新版本為0.7.13、Trove官網地址：/Trove庫提供了高速的Java集合類。GNUTrove庫有兩個目標：1）提供一個免費、高速、輕量級的java.util集合API的實現(xiàn)。這些實現(xiàn)被設計成可插撥的方式，以便替代標準JDK的集2)提供原始的集合，API風格保持一致。標準JDK使用包裝器類來封裝原始類型，比如java.lang.Integer，java.lang.Float等，那么標準集合類也使用了包裝后的類型。而對于Trove庫來說，集合直接存儲原始類型可以減少空間的使用量，并能帶來顯著的性能提升。GNUTrove庫既可以用于服務器端應用，也可以用于客戶端應用，它消耗的內存比標準集合框架更少。GNUTrove庫目前的最新版本為3.0.3版，很成熟的一個庫。應注意，Trove已經很久沒更新了，此項目可以不予考慮。4、MahoutCollections官網地址：/users/basics/mahout-collections.htmlMahoutCollections庫是一套容器類集合，它致力于解決標準Java集合框架的一些限制。MahoutCollections主要解決兩方面的問題：Java標準集合框架缺乏對原始類型的支持Java標準集合框架缺乏對openhashing的支持另外幾種Java集合框架詳解續(xù)作者：chszs，未經博主允許不得轉載。經許可的轉載需注明作者和博客主頁：/chszsfastutil庫優(yōu)于Trove庫的地方：Trove庫已經三年未更新了，屬于非活躍的開源項目；而fastutil一直在更新。fastutil有更豐富的特性，支持超大的集合(大于2八32，即4GB的集合)，文檔也更豐富。fastutil是一個開源的Java集合框架的擴展，它繼承了JavaCollectionFramework，提供了數(shù)種特定類型的容器，包括映射map、集合set、列表list、優(yōu)先級隊列(prorityqueue),實現(xiàn)了java.util包的標準接口(還提供了標準類所沒有的雙向迭代器)，還提供了很大的(64位)的array、set、list，以及快速、實用的二進制或文本文件的I/O操作類。fastutil為專用的集合類提供了大容量的功能，而且類比普通Java集合類顯得更緊湊、速度更快。除了對象和原始類型，fastutil類還提供了對引用的支持，也即對象是可以使用等號操作符進行比較的，無需使用equals()方法。fastutil以Apache2.0許可證發(fā)布。使用它需要JDK7以上版本。把元素添加到fastutil集合與添加到標準Java集合使用的API是相同的，下面的代碼示例展示了插入元素到標準JDK的ArrayList和插入元素到fastutil的DoubleArrayList。1、插入Double對象到JDK的ArrayList和插入Double對象到fastutil的DoubleArrayListimportjava.util.ArrayList;importit.unimi.dsi.fastutil.doubles.DoubleArrayList;publicclassDoubleArrayListTest{publicstaticvoidmain(String[]args){demoJdkArrayListForDoubles();demoFastutilArrayListForDoubles();}publicstaticvoiddemoJdkArrayListForDoubles(){finalArrayList<Double>doubles=newArrayList<>();doubles.add(98.5);doubles.add(24.7);doubles.add(52.8);doubles.add(1234.3);doubles.add(20.0);System.out.println("\tDoublesList:"+doubles);}publicstaticvoiddemoFastutilArrayListForDoubles(){finalDoubleArrayListdoubles=newDoubleArrayList();doubles.add(98.5);doubles.add(24.7);doubles.add(52.8);doubles.add(1234.3);doubles.add(20.0);System.out.println("\tFastutilDoubleArrayList:"+doubles);}輸出為：DoublesList:[98.5,24.7,52.8,1234.3,20.0]FastutilDoubleArrayList:[98.5,24.7,52.8,1234.3,20.0]從上面的代碼可以看岀，fastutil集合的實現(xiàn)與標準JDK集合的實現(xiàn)保持了一致。下面我們再看一個例子：2、使用fastutil的DoubleArrayList作為堆棧publicstaticvoiddemoFastutilDoubleStack(){finalDoubleArrayListstack=newDoubleArrayList();stack.push(19.9);stack.push(32.1);stack.push(11.8);stack.push(3.3);System.out.println("FastutilStackofDoubles");System.out.println("\tPeek:"+stack.peek(0)+";AfterSize:"+stack.size());System.out.println("\tPop:"+stack.pop()+";AfterSize:"+stack.size());System.out.println("\tPeek:"+stack.peek(0)+";AfterSize:"+stack.size());輸岀為：FastutilStackofDoublesPeek:3.3;AfterSize:4Pop:3.3;AfterSize:3Peek:11.8;AfterSize:3應注意DoubleArrayList的peek()方法和pop()方法均已被廢棄，DoubleArrayList繼承了AbstractDoubleList，抽象類AbstractDoubleList中廢棄了peek()方法和pop()方法，官方建議應直接使用具體的指定類型的類提供的方法，這里也就是add()方法和getDouble()方法。Trove庫提供了gnu.trove.TCollections類，它類似于java.util.Collections，可看作是一個子集。fastutil提供了相似的功能，但是它提供的是靜態(tài)方法，且被分到指定類型或指定結構的集合類中。比如IntSets類，與IntLinkedOpenHashSet結合使用，正如其名字，是指定了整型類型的集合類，提供了相應的靜態(tài)方法。3、IntSets與IntLinkedOpenHashSet結合使用publicstaticvoiddemofastutilCollectionsClass(){finalIntLinkedOpenHashSetintegers=newIntLinkedOpenHashSet();integers.add(43);integers.add(4);integers.add(8);integers.add(6);finalIntSetunmodifiableIntegers=IntSets.unmodifiable(integers);System.out.println("UnmodifiableIntegers:");System.out.println("\tClass:"+unmodifiableIntegers.getClass().getCanonicalName());try{unmodifiableIntegers.add(15);}catch(Exceptione){System.out.println("\tExceptioncaught:"+e);}}輸岀為：UnmodifiableIntegers:Class:s.IntSets.UnmodifiableSetExceptioncaught:java.lang.UnsupportedOperationExceptionfastutil支持標準Java迭代方法，使用明確定義的迭代器和Java5引入的for-each循環(huán)。fastutil集合還支持JDK8風格的.forEach()方法，因為fastutil集合實現(xiàn)了java.util.Iterable接口。下面用代碼進行說明：4、fastutil集合以標準Java風格進行迭代publicstaticvoiddemoIterationWithIterator(){finalLongOpenHashSetlongs=newLongOpenHashSet();longs.add(11);longs.add(23401203413l);longs.add(3);longs.add(32);longs.add(9);finalLongIteratorlongIterator=longs.iterator();