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Java 集合框架是什么？集合框架的优点有哪些？

article 2024/10/27 11:18:00

1. Java集合框架的概念

2. 集合类

3. Java在后续的版本中做了进一步的增强

4. 集合框架的优点

1. Java集合框架的概念

Java 集合框架（Java Collections Framework，JCF）是Java中一个用于存储和处理对象集合的统一架构。它提供了一系列的接口和类，这些接口和类可以帮助我们以一种高效和标准化的方式存储、访问和操作数据集合。集合框架的主要组件包括接口、实现类、算法和返回特定类型集合视图的实用工具类。

2. 集合类

每种编程语言中都有集合，最初的 Java 版本包含几种集合类：Vector、Stack、HashTable 和 Array。

Vector：是一个古老的动态数组实现，支持线程同步，但由于性能问题，现在通常被ArrayList和LinkedList替代。
Stack：是Vector的一个子类，提供了后进先出（LIFO）的数据结构。
Hashtable：是一个古老的键值对映射，类似于HashMap，但它是线程安全的，并且所有的操作都是同步的。

3. Java在后续的版本中做了进一步的增强

随着集合的广泛使用，Java1.2 提出了囊括所有集合接口、实现和算法的集合框架。在保证线程安全的情况下使用泛型和并发集合类，Java 已经经历了很久。它还包括在 Java 并发包中，阻塞接口以及它们的实现。

泛型（Generics）：Java 5 引入了泛型，这使得集合可以指定它们可以存储的元素类型，从而提供了编译时类型安全，减少了类型转换的错误。
并发集合类：Java 5 还引入了java.util.concurrent包，这个包提供了线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue等。这些集合类利用了高级并发控制技术，如分段锁和无锁算法，以提高多线程环境下的性能。
阻塞接口及其实现：Java 并发包中也包括了一些阻塞接口及其实现，如BlockingQueue接口及其实现类ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。这些集合类提供了阻塞操作，当集合为空时，取元素的操作会阻塞；当集合已满时，插入元素的操作会阻塞。
线程安全的集合：除了并发集合类，Java 还提供了一些其他线程安全的集合类，如Collections.synchronizedList()、Collections.synchronizedSet()、Collections.synchronizedMap()等，它们通过在操作前后加锁来保证线程安全。
Executor框架：Java 5 还引入了java.util.concurrent包中的Executor框架，它提供了一种管理线程池和任务执行的更灵活的方式。
Fork/Join框架：Java 7 引入了Fork/Join框架，它是一种用于并行计算的框架，特别适合于可以递归分解为更小任务的问题。
CompletableFuture：Java 8 引入了CompletableFuture，它提供了一种异步编程的模型，允许开发者以声明式的方式编写异步代码。