Slides usados en el meetup de Java Mexico el 26 de Julio de 2023.

1. Java Collection Framework
lo que todo Java Dev debe conocer
Rafael Gutiérrez, @abaddon_gtz
JVM_MX, Julio 2023

2. Java Collection Framework
● Antes solo había Vector y Stack
● Agregado a Java en la versión 1.2 (en 1998)
“Una arquitectura unificada para representar y manipular colecciones,
permitiendo manipular las colecciones independientemente de los
detalles de implementación”

3. Java Collection Framework - Interfaces*
*Vista simplificada

4. java.util.Collection

5. Collection
● La raíz de la jerarquía de colecciones
● Representa un grupo de objetos (elementos)
● Debe ser usada cuando se desee pasar colecciones de objetos a otros objetos
y se busque “la máxima generalidad”
○ Por convención las implementaciones de colecciones tienen un constructor que recibe
Collection

6. Recorrer una colección

7. Otras operaciones de Collection
● size(), isEmpty()
● contains(obj), containsAll(otherCollection)
● add(item), addAll(otherCollection)
● remove(item), removeAll(otherCollection)
● removeIf(somePredicate)
● retainAll(otherCollection)
● clear()
● stream(), parallelStream() // pero por supuesto! Y esto es tema aparte!
● Y mas :D

8. java.util.List

9. List
● Colección que mantiene el orden de inserción [ordered] (también conocida
como Secuencia)
● Control preciso de dónde insertar un elemento en la lista
● Se puede acceder a sus elementos por índice
● Permite duplicados
● Permite nulls

10. Crear una lista

11. Recorrer una lista - for por índice
También puedes usar for-each e Iterator! (mas facil)

12. Recorrer una lista - ListIterator

13. Buscar el índice de un elemento

14. Ordenar [sorting] una lista de enteros

15. Ordenar [sorting] una lista de objetos

16. Ordenar [sorting] una lista de objetos “comparables”

17. Ordenar [sorting] una lista de objetos con Comparator

18. List desde Java 21
● SequencedCollection
○ Una colección con un orden de aparición [encounter-order]
bien definido
● addFirst(item), addLast(item)
● getFirst(), getLast()
● removeFirst(), removeLast()
● reversed()

19. ArrayList
● Implementación de List con arreglos que se ajustan de tamaño [resizable-
array]
● Tiene una capacidad que aumenta automáticamente al llenarse el arreglo
● Se puede especificar la capacidad via el constructor
● No es sincronizada (no es Thread Safe)
○ Collections.synchronizedList(new ArrayList(...))
● Iteradores creados usando iterator() o listIterator() son “fail-fast”. Es decir,
si la lista es modificada después de crear el iterador un error
ConcurrentModificationException es lanzado

20. Crear un ArrayList simple
emojis = [😀, 😁, 😂]

21. CopyOnWriteArrayList
● Variante Thread-safe de ArrayList
● Todos los métodos que “modifican” la lista están implementados para crear
una copia nueva del arreglo interno
● Los Iterator creados con iterator() o listIterator() crean una “foto” [snapshot]
del arreglo interno y así se evita el error ConcurrentModificationException
● Es costoso en recursos, usalo con cuidado y bajo tu propio riesgo

22. Iterator snapshot con CopyOnWriteArrayList

23. LinkedList
● Implementación de List usando una lista doblemente ligada
● No es sincronizada (no es Thread-safe)
○ Collections.synchronizedList(new LinkedList(...))
● Similar a ArrayList los Iterator creador por iterator() or listIterator() son
“fail-fast”
● No es recomendable su uso
○ ArrayDeque es mejor opción

24. java.util.Set

25. Set
● Colección que no permite duplicados
● Solo un elemento null
○ Algunas implementaciones no permiten null
● No existe un par de elementos e1 y e2 donde e1.equals(e2)

26. Crear un Set
numbers = [4, 3, 2, 1, 5]

27. HashSet
● Implementación de Set donde internamente se tiene un hash table (instancia
de HashMap)
● No hace garantías en cuanto al orden de iteración
● Permite un elemento null
● Rendimiento constante en tiempo para operaciones básicas como add,
remove, contains y size
○ Asumiendo the la función hash dispersa uniformemente los elementos
● No es sincronizada (no es Thread-safe)
○ Collections.synchronizedSet(new HashSet(...))
● Iteradores creados por esta clase son “fail-fast”

28. TreeSet
● Implementación de Set donde los elementos son ordenados [sorted] por su
orden natural o usando un Comparator
● log(n) garantizado para operaciones como add, remove y contains
○ Almacena sus elementos internamente un árbol “red-black”
● Implementaciones de Comparable y Comparator usados para el
ordenamiento deben ser “consistentes con equals”
● No es sincronizada (no es Thread-safe)
○ Collections.synchronizedSet(new TreeSet(...))

29. Algunos metodos de TreeSet

30. LinkedHashSet
● Implementación de Set donde internamente se tiene un Hash Table y una
lista ligada
● Tiene un orden de aparición bien definido de sus elementos
● Provee rendimiento constante para las operaciones add, contains and
remove
○ De forma similar a HashSet asumiendo que la función hash dispersa uniformemente los
elementos
● Iterar los elementos tiene mejor rendimiento que en un HashSet
● No es sincronizada (no es Thread-safe)
○ Collections.synchronizedSet(new LinkedHashSet(...))

31. CopyOnWriteArraySet
● Implementacion de Set que usa internamente CopyOnWriteArrayList
● Comparte las mismas propiedades de un CopyOnWriteArrayList

32. Set desde Java 21
● SequencedSet
○ Un Set con un orden de aparición [encounter-order] bien
definido
● reversed

33. Porque SequencedCollections?
https://openjdk.org/jeps/431
Motivation
Java’s collections framework lacks a collection type that represents a sequence
of elements with a defined encounter order. It also lacks a uniform set of
operations that apply across such collections. These gaps have been a repeated
source of problems and complaints.

34. java.util.Map

35. Map
● Diccionario de datos
● Mapea Llaves [Keys] a valores [values]
● No permite llaves duplicadas y cada llave mapea por lo menos a un valor
● Provee tres vistas de colecciones: un Set llaves, una Collection de valores y
un Set de mapeos llave-valor [Entries]

36. Crear un Map

37. Algunos metodos para agregar elementos a un Map

38. Metodo compute

39. HashMap
● Implementación de Map usando Hash Tables
● Permite llaves y valores null
● No hay garantías en cuanto al orden de aparición
● Provee rendimiento constante para operaciones get y put
○ De nuevo, asumiendo que la función hash dispersa uniformemente las llaves
● No es sincronizada (no es Thread-safe)
○ Collections.synchronizedMap(new HashMap(...))

40. TreeMap
● Implementación de Map donde las llaves están ordenadas por su orden
natural o por el Comparator especificado en el constructor
● El comportamiento y rendimiento es análogo a un TreeSet

41. Algunos metodos de TreeMap

42. LinkedHashMap
● Implementación de Map usando Hash Tables y una lista ligada.
● El comportamiento y rendimiento es análogo a un LinkedHashSet

43. java.util.Queue

44. Queue (kyu)
● Una colección diseñada para almacenar elementos antes de ser “procesados”
● Tiene las mismas operaciones que Collection pero provee adicionales para
insertar, extraer, inspeccionar. Estas operaciones pueden tirar una
excepción o regresar un valor especial (null o false)
● Tipicamente son FIFO (first-in-first-out)
○ PriorityQueue no funciona así

45. PriorityQueue
● Queue con prioridad ilimitada [unbounded] basado en un Priority Heap
● Los elementos son ordenados de acuerdo a su orden natural o por el
Comparator especificado en el constructor
● No permite nulls
● La cabeza del Queue [head] es el elemento menor según su ordenamiento
● No sincronizada (no Thread-safe)
○ PriorityBlockingQueue

46. PriorityQueue ejemplo

47. java.util.Deque

48. Deque (deck)
● Colección que soporta insertar y remover elementos al principio y al final
● Deque es “double ended queue”
● Similar a Queue sus métodos pueden tirar excepción o regresar un valor
especial (null o false)
● Puede ser usados para comportamientos FIFO (first-in-first-out) o LIFO
(last-in-first-out)

49. Metodos de Deque

50. Deque como Queue (LIFO)

51. Deque como Stack (LIFO)

52. ArrayDeque
● Implementación de Deque basada en un arreglo que se ajusta de tamaño
[resizable-array]
● No Thread-safe
● Iterators creados de ArrayDeque son fail-fast
● No nulls
● Mejor desempeño que la clase Stack cuando se usa como una stack
● Mejor desempeño que LinkedList cuando se usa como queue

53. Y hay mas!

54. Java Collection Framework - Interfaces

55. Gracias!