1. 컬렉션 프레임워크 소개

01. 컬렉션 프레임워크(Collection Framework)

• 컬렉션

  • 사전적 의미로 요소(객체)를 수집해 저장하는 것

• 배열의 문제점

  • 저장할 수 있는 객체 수가 배열을 생성할 때 결정
    -> 불특정 다수의 객체를 저장하기에는 문제
  • 객체 삭제했을 때 해당 인덱스가 비게 됨
    -> 낱알 빠진 옥수수 같은 배열
    -> 객체를 저장하려면 어디가 비어있는지 확인해야 함
    

• 객체들을 효율적으로 추가, 삭제, 검색할 수 있도록 제공되는 컬렉션 라이브러리

• java.util 패키지에 포함

• 인터페이스를 통해서 정형화된 방법으로 다양한 컬렉션 클래스 이용

02. 컬렉션 프레임워크의 주요 인터페이스

2. List 컬렉션

01. List 컬렉션의 특징 및 주요 메소드

• 특징
  • 인덱스로 관리
  • 중복해서 객체 저장 가능
• 구현 클래스
  • ArrayList
  • Vector
  • LinkedList
    

02. List 컬렉션의 특징 및 주요 메소드

• 주요 메소드
  

03. ArrayList (p.725 ~ 729)

• 저장 용량(capacity)
  • 초기 용량 : 10 (따로 지정 가능)
  • 저장 용량을 초과한 객체들이 들어오면 자동적으로 늘어남, 고정도 가능
    
• 객체 제거
  • 바로 뒤 잉ㄴ덱스부터 마지막 인덱스까지 모두 앞으로 1씩 당겨짐
    

04. Vector

• 특징
  • Vector는 스레드 동기화(synchronization)
    - 복수의 스레드가 동시에 Vector에 접근해 객체를 추가, 삭제하더라도 스레드에 안전(thread safe)
    

05. LinkedList

• 특징
  • 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리
  • 특정 인텍스에서 객체를 제거하거나 추가하게 되면 바로 앞뒤 링크만 변경
  • 빈번한 객체 삭제와 삽입이 일어나는 곳에서는 ArrayList보다 좋은 성능
    

3. Set 컬렉션

01. Set 컬렉션의 특징 및 주요 메소드

• 특징

  • 수학의 집합에 비유
  • 저장 순서가 유지되지 않음
  • 객체를 중복 저장 불가
  • 하나의 null만 저장 가능

• 구현 클래스

  • HashSet, LinkedHashSetm TreeSet
    

• 주요 메소드
  

• 전체 객체 대상으로 한 번씩 반복해 가져오는 반복자(Iterator) 제공

  • 인덱스로 객체를 검색해서 가져오는 메소드 없음

02. HashSet(p. 736 ~ 739)

• 특징
  • 동일 객체 및 동등 객체는 중복 저장하지 않음
  • 동등 객체 판단 방법
    

4. Map 컬렉션

01. Map 컬렉션의 특징 및 주요 메소드

• 특징
  • 키(key)와 값(value)으로 구성된 Map.Entry 객체를 저장하는 구조
  • 키와 값은 모두 객체
  • 키는 중복될 수 없지만 값은 중복 저장 가능
• 구현 클래스
  • HashMap, Hashtable, LinkedHashMap, Properties, TreeMap
    
• 주요 메소드
  

02. HashMap(p.742 ~ 745)

• 특징
  
  • 키 객체는 hashCode()와 equals()를 재정의해 동등 객체가 될 조건을 정해야 한다
    
  • 키 타입은 String 많이 사용
    • String은 문자열이 같은 경우 동등 객체가 될 수 있도록 hashCode()와 eqauls() 메소드가 재정의되어 있기 때문

03. hashtable

• 특징
  • 키 객체 만드는 법은 HashMap과 동일
  • Hashtable은 스레드 동기화(synchroniztion)가 된 상태
    • 복수의 스레드가 동시에 Hashtable에 접근해서 객체를 추가, 삭제 하더라도 스레드에 안전(thread safe)
      

04. Properties(p.748~750)

• 특징
  • 키와 값을 String 타입으로 제한한 Map 컬렉션
  • Properties는 프로퍼티(~.properties)파일을 읽어 들일 때 주로 사용
• 프로퍼티(~.properties) 파일
  • 옵션 정보, 데이터베이스 연결 정보, 국제화(다국어)정보를 기록
    • 텍스트 파일로 활용
  • 애플리케이션에서 주로 변경이 잡은 문자열을 저장
    • 유지 보스를 편리하게 만들어 줌
  • 키와 값이 = 기호로 연결되어 있는 텍스트 파일
    • ISO 8859-1 문자셋으로 저장
    • 한글은 유니코드(Unicode)로 변환되어 저장

5. 검색 기능을 강화시킨 컬렉션

01. 검색 기능을 강화시킨 컬렉션(계층 구조 활용)

• TreeSet, TreeMap -> 이진트리(binary tree) 사용하기 때문에 검색 속도 향상
  

02. 이진 트리 구조

• 부모 노드와 자식 노드로 구성
  • 왼쪽 자식 노드 : 부모 보다 적은 값
  • 오른쪽 자식 노드 : 부모 보다 큰 값
• 정렬 쉬움
  • 올림 차순 : [왼쪽노드->부모노드->오른쪽노드]
  • 내림 차순 : [오른쪽노드->부모노드->왼쪽노드]

03. TreeSet

• 특징
  • 이진 트리(binary tree)를 기반으로 한 Set 컬렉션
  • 왼쪽과 오른쪽 자식 노드를 참조하기 위한 두 개의 변수로 구성
    
• 주요 메소드
  • 특정 객체를 찾는 메소드 : first(), last(), lower(), higher(), ...
  • 정렬 메소드 : descendingIterator(), descendingSet()
  • 범위 검색 메소드 : headSet(), tailSet, subSet()

04. TreeMap

• 특징
  • 이진 트리(binary tree)를 기반으로 한 Map 컬렉션
  • 키와 값이 저장된 MAp.Entry를 저장
  • 왼쪽과 오른쪽 자식 노드를 참조하기 위한 두 개의 변수로 구성
    
• 주요 메소드
  • 단일 노드 객체를 찾는 메소드 : firstEntry(), lastEntry(), lowerEntry(), higherEntry(), ...
  • 정렬 메소드 : descendingKeySet(), descendingMap()
  • 범위 검색 메소드 : headMap(), tailMap, subMap()

05. Comparable과 Comparator

• TreeSet과 TreeMap의 자동 정렬
  • TreeSet의 객체와 TreeMap의 키는 저장과 동시에 자동 오름차순 정렬
  • 숫자(Integer, Double)타입일 경우에는 값으로 정렬
  • 문자열(String) 타입일 경우네는 유니코드로 정렬
  • TreeSet과 TreeMap은 정렬 위해 java.lang.Comparable을 구현 객체를 요구
    • Integer, Double, String은 모두 Comparable 인터페이스 구현
    • Comparable을 구현하고 있지 않을 경우에는 저장하는 순간 ClassCastException 발생

6. LIFO와 FIFO 컬렉션

01. Stack 클래스

• 특징
  • 후입선출(LIFO : Last In First Out) 구조
  • 응용 예 : JVM 스택 메모리
• 주요 메소드
  

02. Queue 인터페이스

• 특징
  • 선입선출(FIFO:First In First Out)
  • 응용 예 : 작업 큐, 메시지 큐, ...
  • 구현 클래스 : LinkedList
• 주요 메소드
  

7. 동기화된(Synchronized) 컬렉션

01. 비 동기화된 컬렉션을 동기화딘 컬렉션으로 래핑

• Collections의 synchronizedXXX() 메소드 제공
  • 772페이지의 예제 그림으로 쉽게 이해하도록!!!
    

8. 병렬 처리를 위한 컬렉션

01. 동기화(Synchronized) 컬렉션의 단점

• 하나의 스레드가 요소 처리할 때 전체 잠금 발생
  • 다른 스레드는 대기 상태
  • 멀티 스레드가 병렬적으로 컬렉션의 요소들을 빠르게 처리할 수 없음

02. 컬렉션 요소를 병렬처리하기 위해 제공되는 컬렉션

• ConcurrentHashMap
  • 부분(segment) 잠금 사용
    • 처리하는 요소가 포함도니 부분만 잠금
    • 나머지 부분은 다른 스레드가 변경 가능하게 -> 부분 잠금
• ConcurrentLinkedQueue
  • 락-프리(lock-free) 알고리즘을 구현한 컬렉션
    • 잠금 사용하지 않음
    • 여러 개의 스레드가 동시에 접근하더라도 최소한 하나의 스레드가 성동하도록(안전하게 요소를 저장하거나 얻도록) 처리