一、前言
站在巨人的肩膀上，Java集合框架系列文章参考了skywang12345——Java 集合系列，真心讲的很好，可以参考。但是不足的是，时间过于长久了，大佬的文章是基于JDK1.6.0_45，对于现在来说至少都用JDK 8.0以上了，而且JDK 6.0与JDK 8.0中集合框架的改动挺大的，所以本系列的文章是基于JDK_1.8.0_161进行说明的。
二、说明
先来看看Collection架构关系图，图片来源于Java 集合系列02之 Collection架构
从图中我们可以看到，Collection它是一个高度抽象的接口，只要分为2大分支：List和Set。并且List和Set也都是接口，它们都继承于Collection。List是一个有序的队列，可以有重复的元素；而Set是数学中的集合，它不能包含相同的元素。List和Set它们都有各自的实现类。
为了我们方便使用。JDK抽象出了AbstractCollection这个抽象类，它实现了Collection中的绝大部分函数，那么在Collection的实现类中，我们就可以通过继承AbstractCollection省去重复编码。AbstractList和AbstractSet都继承于AbstractCollection，具体的List实现类继承于AbstractList，而Set的实现类则继承于AbstractSet。
另外，Collection中有一个iterator()函数，它的作用是返回一个Iterator接口。通常，我们通过Iterator迭代器来遍历集合，ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，通过ListIterator()返回一个ListIterator对象。接下来，我们看看各个接口和抽象类的介绍；然后，再对实现类进行详细的了解。
三、解析
1、Collection
先来看看Collection的接口定义：
public interface Collection<E> extends Iterable<E>
它是一个接口，是高度抽象出来的集合，它包含了集合的基本操作：添加、删除、清空、遍历(读取)、是否为空、获取大小、是否保护某元素等等。下面就是Collection接口的全部方法，需要说明一点的是，从JDK 8.0以后，接口中可以添加使用default或者static修饰的方法，这种方法可以有方法体，就相当于普通方法。并且通过default或者static修饰的方法就无需让子类强制重写，子类会直接继承此方法。
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
/**
* @since 1.8
*/
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
Objects.requireNonNull(filter);
boolean removed = false;
final Iterator<E> each = iterator();
while (each.hasNext()) {
if (filter.test(each.next())) {
each.remove();
removed = true;
}
}
return removed;
}
boolean retainAll(Collection<?> c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
/**
* @since 1.8
*/
@Override
default Spliterator<E> spliterator() {
return Spliterators.spliterator(this, 0);
}
/**
* @since 1.8
*/
default Stream<E> stream() {
return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
}
/**
* @since 1.8
*/
default Stream<E> parallelStream() {
return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
}
源码中可以看到，从1.8开始就新增了几个默认方法。Collection接口的所有子类(直接子类和间接子类)都必须实现2种构造函数：不带参数的构造函数和参数为Collection的构造函数。带参数的构造函数，可以用来转换Collection的类型。
2、List
List的接口定义：
public interface List<E> extends Collection<E>
List是继承于Collection的一个接口，即List是集合中的一种。List是有序的队列，List中的每一个元素都有一个索引；第一个元素的索引值是0，往后的元素的索引值依次+1。和Set不同，List中允许有重复的元素。
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
boolean retainAll(Collection<?> c);
/**
* @since 1.8
*/
default void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
Objects.requireNonNull(operator);
final ListIterator<E> li = this.listIterator();
while (li.hasNext()) {
li.set(operator.apply(li.next()));
}
}
/**
* @since 1.8
*/
@SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"})
default void sort(Comparator<? super E> c) {
Object[] a = this.toArray();
Arrays.sort(a, (Comparator) c);
ListIterator<E> i = this.listIterator();
for (Object e : a) {
i.next();
i.set((E) e);
}
}
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
E get(int index);
E set(int index, E element);
void add(int index, E element);
E remove(int index);
int indexOf(Object o);
int lastIndexOf(Object o);
ListIterator<E> listIterator();
ListIterator<E> listIterator(int index);
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
@Override
default Spliterator<E> spliterator() {
return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.ORDERED);
}
既然List是继承于Collection接口，它自然就包含了Collection中的全部函数接口；由于List是有序队列，它也额外的有自己的API接口。主要有“添加、删除、获取、修改指定位置的元素”、“获取List中的子队列”等。
3、Set
Set的接口定义：
public interface Set<E> extends Collection<E>
Set是一个继承于Collection的接口，即Set也是集合中的一种。Set是没有重复元素的集合。
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean retainAll(Collection<?> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
/**
* @since 1.8
*/
@Override
default Spliterator<E> spliterator() {
return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.DISTINCT);
}
在API方面，Set的API和Collection除了JDK 1.8新增的默认方法外，其他方法都是一样的。
4、AbstractCollection
AbstractCollection的接口定义：
public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E>
AbstractCollection是一个抽象类，它实现了Collection中除iterator()和size()之外的函数。AbstractCollection的主要作用：它实现了Collection接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Collection，比如ArrayList、LinkedList等，它们这些类想要实现Collection接口，通过继承AbstractCollection就已经实现了大部分的接口了。
5、AbstractList
AbstractList的接口定义：
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E>
AbstractList是一个继承于AbstractCollection，并且实现List接口的抽象类。它实现了List中除size()、get(int index)之外的函数。AbstractList的主要作用：它实现了List接口中的大部分函数。从而方便其它类继承List。另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象类中，实现了iterator()接口。
6、AbstractSet
AbstractSet的接口定义：
public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E>
AbstractSet是一个继承于AbstractCollection，并且实现Set接口的抽象类。由于Set接口和Collection接口中除了JDK 1.8新增的默认方法，其他的API完全一样，Set也就没有自己单独的API。和AbstractCollection一样，它实现了List中除iterator()和size()之外的函数。AbstractSet的主要作用：它实现了Set接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Set接口。
7、Iterator
Iterator的接口定义：
public interface Iterator<E>
Iterator是一个接口，它是集合的迭代器。集合可以通过Iterator去遍历集合中的元素。Iterator提供的API接口，包括：是否存在下一个元素、获取下一个元素、删除当前元素。
注意：Iterator遍历Collection时，是fail-fast机制的。即，当某一个线程A通过iterator去遍历某集合的过程中，若该集合的内容被其他线程所改变了；那么线程A访问集合时，就会抛出ConcurrentModificationException异常，产生fail-fast事件。关于fail-fast的详细内容，我们会在后面专门进行说明。
boolean hasNext();
E next();
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException("remove");
}
/**
* @since 1.8
*/
default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
while (hasNext())
action.accept(next());
}
JDK 1.8中remove()做了默认的实现，这也是和JDK 1.6不同的地方，并新增了forEachRemaining默认方法。
8、ListIterator
ListIterator的接口定义：
public interface ListIterator<E> extends Iterator<E>
ListIterator是一个继承于Iterator的接口，它是队列迭代器。专门用于便利List，能提供向前/向后遍历。相比于Iterator，它新增了添加、是否存在上一个元素、获取上一个元素等等API接口。
boolean hasNext();
E next();
boolean hasPrevious();
E previous();
int nextIndex();
int previousIndex();
void remove();
void set(E e);
void add(E e);
