Marco de colecciones de Java

La java.util.ArrayListclase implementa la estructura Listcomo un array. Cuando se requieren funciones específicas de un array List, la clase reorganiza los elementos dentro del array para poder realizarlas.

La java.util.LinkedListclase almacena los elementos en nodos que tienen cada uno un puntero al nodo anterior y siguiente en la estructura List. La Listestructura se puede recorrer siguiendo los punteros, y los elementos se pueden agregar o eliminar simplemente cambiando los punteros para colocar el nodo en su lugar correcto. ^{[ 15 ]}

La clase tiene como subclase directa. Este es un ejemplo de violación del principio de composición sobre herencia en las bibliotecas de la plataforma Java, ya que en informática , un vector generalmente no es una pila . ^{[ 16 ]} La composición habría sido más apropiada en este caso. ^{[ 16 ]}VectorStack

La java.util.PriorityQueueclase implementa java.util.Queue, pero también la modifica. ^{[ 18 ]}PriorityQueue tiene un comparator()método adicional. ^{[ 18 ]} En lugar de que los elementos se ordenen en el orden en que se insertan, se ordenan por prioridad. El método utilizado para determinar la prioridad es el java.lang.Comparable#compareTo(T)método en los elementos, o un método dado en el constructor. La clase crea esto usando un montón para mantener los elementos ordenados. ^{[ 19 ]}

La java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueueclase extiende . implementa la interfaz. ^{[ 20 ]}java.util.AbstractQueueConcurrentLinkedQueuejava.util.Queue

La ConcurrentLinkedQueueclase es una colección segura para subprocesos, ya que para cualquier elemento colocado dentro de una colección , la biblioteca de colecciones de Java garantiza que el elemento se publique de forma segura al permitir que cualquier subproceso obtenga el elemento de la colección. ^{[ 21 ]} Se dice que un objeto se publica de forma segura si el estado del objeto se hace visible para todos los demás subprocesos en el mismo momento. ^{[ 21 ]} La publicación segura generalmente requiere la sincronización de los subprocesos que publican y consumen. ^{[ 21 ]}ConcurrentLinkedQueue

LinkedListPor supuesto, también implementa la Listinterfaz y puede usarse como tal. Pero también tiene los Queuemétodos. LinkedListImplementa la java.util.Dequeinterfaz, lo que le da más flexibilidad. ^{[ 27 ]}

ArrayDequeimplementa Queuecomo un array. Similar a LinkedList, ArrayDequetambién implementa la java.util.Dequeinterfaz. ^{[ 27 ]}

La clase extiende . La clase no tiene constructores públicos y solo contiene métodos de fábrica estáticos. ^{[ 29 ]}EnumSetAbstractSetEnumSet

EnumSetcontiene el método de fábrica estático . ^{[ 30 ]} Este método es un método de agregación. ^{[ 29 ]} Toma varios parámetros, toma en cuenta el tipo de los parámetros y luego devuelve una instancia con el tipo apropiado. ^{[ 29 ]} A partir de 2018, en Java SE8 la implementación de OpenJDK utiliza dos implementaciones de las cuales son invisibles para el cliente, que son y . ^{[ 29 ]} Si ya no proporcionara ningún beneficio de rendimiento para tipos enum pequeños, podría eliminarse de la biblioteca sin afectar negativamente a la Biblioteca de colecciones de Java. ^{[ 29 ]}EnumSet.of()EnumSetRegularEnumSetJumboEnumSetRegularEnumSet

EnumSetes un buen reemplazo para los campos de bits , que es un tipo de conjunto, como se describe a continuación. ^{[ 30 ]}

Tradicionalmente, cuando los desarrolladores encontraban elementos de un tipo enumerado que debían colocarse en un conjunto, utilizaban el patrón de enumeración `int`, en el que a cada constante se le asignaba una potencia de 2 diferente. ^{[ 30 ]} Esta representación de bits permite al desarrollador utilizar la operación OR a nivel de bits, de modo que las constantes se pueden combinar en un conjunto, también conocido como campo de bits . Esta representación de campo de bits permite al desarrollador realizar operaciones eficientes basadas en conjuntos y aritmética a nivel de bits, como la intersección y la unión. ^{[ 30 ]}

Sin embargo, existen muchos problemas con el enfoque de representación de campos de bits . Un campo de bits es menos legible que una constante de enumeración entera. ^{[ 30 ]} Además, si los elementos se representan mediante campos de bits, es imposible iterar a través de todos estos elementos. ^{[ 30 ]}

Un enfoque alternativo recomendado es usar un , donde se usa un enum int en lugar de un campo de bits . ^{[ 30 ]} Este enfoque usa un para representar el conjunto de valores que pertenecen al mismo tipo. ^{[ 30 ]} Dado que implementa la interfaz y ya no requiere el uso de operaciones bit a bit, este enfoque es más seguro en cuanto a tipos. ^{[ 30 ]} Además, hay muchas fábricas estáticas que permiten la instanciación de objetos, como el método . ^{[ 30 ]}EnumSetEnumSetEnumEnumSetSetEnumSet.of()

Tras la introducción de la , el enfoque de representación de campos de bits se considera obsoleto. ^{[ 30 ]}EnumSet

HashSetUtiliza una tabla hash. Más específicamente, la utiliza java.util.LinkedHashMappara almacenar los hashes y los elementos y para evitar duplicados.

CopyOnWriteArraySetes un reemplazo concurrente para un sincronizado . Proporciona una concurrencia mejorada en muchas situaciones al eliminar la necesidad de realizar la sincronización o hacer una copia del objeto durante la iteración, de manera similar a como actúa como el reemplazo concurrente para un sincronizado . ^{[ 31 ]} Por otro lado, al igual que , no debe usarse cuando la sincronización es obligatoria.SetCopyOnWriteArrayListListCopyOnWriteArrayListCopyOnWriteArraySet

java.util.TreeSetutiliza un árbol rojo-negro implementado por un java.util.TreeMap. El árbol rojo-negro garantiza que no haya duplicados. Además, permite TreeSetimplementar java.util.SortedSet. ^{[ 34 ]}

ConcurrentSkipListSetactúa como un reemplazo concurrente para implementaciones de un sincronizado . Por ejemplo, reemplaza un que ha sido envuelto por el método. ^{[ 35 ]}SortedSetTreeSetsynchronizedMap

EnumMapextiende . tiene una velocidad comparable a la de un array indexado ordinalmente. ^{[ 36 ]} Esto se debe a que internamente utiliza un array, con detalles de implementación completamente ocultos para el desarrollador. ^{[ 36 ]} Por lo tanto, EnumMap obtiene la seguridad de tipos de un mientras que las ventajas de rendimiento de un array. ^{[ 36 ]}AbstractMapEnumMapEnumMapMap

HashMapUtiliza una tabla hash . Los hashes de las claves se utilizan para encontrar los elementos en varios cubos. Es una colección basada en hash. ^{[ 37 ]}HashMap

TreeMap, a diferencia de y , utiliza un árbol rojo-negro. Las claves se utilizan como valores para los nodos en el árbol, y los nodos apuntan a los elementos en el . ^{[ 39 ]}HashMapLinkedHashMapMap

ConcurrentHashMapes similar a y también es una colección basada en hash. ^{[ 37 ]} Sin embargo, existen varias diferencias, como las diferencias en la estrategia de bloqueo que utilizan.HashMap

Utiliza una estrategia de bloqueo completamente diferente para proporcionar una escalabilidad y concurrencia mejoradas. ^{[ 37 ]} No sincroniza todos los métodos usando el mismo bloqueo. ^{[ 37 ]} En su lugar, utiliza un mecanismo conocido como distribución de bloqueo . ^{[ 37 ]} Este mecanismo proporciona un mecanismo de bloqueo más granular. ^{[ 37 ]} También permite un mayor grado de acceso compartido. ^{[ 37 ]}ConcurrentHashMapConcurrentHashMapConcurrentHashMap

ConcurrentSkipListMapactúa como un reemplazo concurrente para implementaciones de un sincronizado . es muy similar a , ya que reemplaza un que ha sido envuelto por el método. ^{[ 35 ]}SortedMapConcurrentSkipListMapConcurrentSkipListSetConcurrentSkipListMapTreeMapsynchronizedMap

La java.util.NavigableMapinterfaz se extiende java.util.SortedMapde diversas maneras. Se pueden llamar métodos que encuentran la clave o entrada del mapa más cercana a la clave dada en cualquier dirección. El mapa también se puede invertir y, a partir de él, se puede generar un iterador en orden inverso. Está implementado por java.util.TreeMap. ^{[ 41 ]}