最難忍受的痛苦，也許是想幹一件事情而又不去幹。——羅曼·羅蘭 ## 前言 本篇文章算是拾人牙慧吧，偶爾谷歌到一個能很好把collection framework design講好的文件，一是為了總結提升，也是collection framework 的開篇，從設計入手，更透徹的理解這個framework的過去和現在。 參照文件是 美國卡內基梅隆大學的Principles of Software Construction這門課程中一節課的課件 - [collections design.pdf](https://www.cs.cmu.edu/~charlie/courses/17-214/2020-spring/slides/20200228-collections%20design.pdf)，建議在看本篇文章前，靜下心來通讀一遍這個文件。 結合自己的理解對collection framework做一個總結。 ## 設計目標 - 小且簡單。 - 易擴充套件。 - 與之前存在的集合相容（事實上也做到了，`Vector`和`Hashtable`分別實現了`List`和`Map`介面）。 - 很強的相似性(這個是從易用性角度來考慮的，因為在學習東西的時候，相似的東西是不需要從頭學起的，學習成本自然降低了很多，後續原始碼分析先縱向深入，再橫向類比)。 ## API設計準則 - 通用性，避免使用固定集合元素（事實上使用泛型來實現）。 - 與舊API的相容性（`Vector`和`Hashtable`都分別做了重構）。 ## 文件的重要性 越是基礎性的框架，設計文件、API或者是使用性文件越是要通俗易懂，這樣基礎性框架才便於開發者使用。畢竟大家都不喜歡用黑盒子，至少不會使用自己不瞭解的東西。 特別注意五種文件的完備性： - 設計文件 - 概覽文件 - API文件 - 不僅僅是javadoc - 使用教程文件 - jira list ## 使用者的意見 多去聽取使用者的意見，不好理解不好用的東西，理解不了，用起來自然不爽。 上面說到框架設計應該注意的事項，下面來具體聊一下collection framework design。 ## 框架概覽 簡言之，我理解有四部分組成： 1. 層次分明的介面和抽象類。 2. 介面和抽象類的通用實現或完全實現。 3. 基礎演算法。 4. 併發支援（預設是不支援併發的，後來添加了對集合的封裝，但只是簡單的包裝，效率不高，尤其是隨著併發技術的發展，併發粒度越來越小，提供了很多juc的集合實現，逐漸廢棄了集合框架中的原來的併發集合）。 > 值得一提的是，運算元組的工具類跟集合框架同時新增到Java平臺，是集合框架的一個依賴工具。 ## API實現 集合介面分為兩組型別介面，分別為 `java.util.Collection`和 `java.util.Map`，Map介面的子類嚴格來說而不是真實的集合。但是，這些介面包含集合檢視操作，使它們可以作為集合進行操作。 隨著這麼多年的積累迭代，collection framework經過十多年的迭代更新（不是截止到現在，而是java 8 ，2014年），最終介面如下。 ### Collection 的子介面 Collection 的子介面有： - `java.util.Set` - `java.util.SortedSet` - `java.util.NavigableSet` - `java.util.Queue` - `java.util.concurrent.BlockingQueue` - `java.util.concurrent.TransferQueue` - `java.util.Deque` - `java.util.concurrent.BlockingDeque` ### Map的子介面 Map的子介面有： - `java.util.SortedMap` - `java.util.NavigableMap` - `java.util.concurrent.ConcurrentMap` - `java.util.concurrent.ConcurrentNavigableMap` ### 對併發的支援 如上，支援併發的介面都定義在 `java.util.concurrent`包下，如下： - `java.util.concurrent.BlockingQueue` - `java.util.concurrent.TransferQueue` - `java.util.concurrent.BlockingDeque` - `java.util.concurrent.ConcurrentMap` - `java.util.concurrent.ConcurrentNavigableMap` ## 集合和演算法效率問題 通用集合實現的效率問題，在後續原始碼分析過程中會使用大O標記法來討論框架插入刪除或查詢等演算法的複雜度。 ## 總結 - 一個好的框架設計，不僅要符合API的設計原則，也要考慮易用性，相容性。 - 多聽取使用者的意見 - 不管是框架的開發者還是使用者，都應該注重文件的使用 最後，我們不是在聊集合的設計嗎，是的，包括集合框架中關鍵的概念，在[collections design.pdf](https://www.cs.cmu.edu/~charlie/courses/17-214/2020-spring/slides/20200228-collections%20design.pdf)中基本上都涉及到了，不做過多的說明，快去看這個文