1.概述
Java 集合框架包括
Collection 和 Map 两个接口，其中 Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，Map 接口是与 Collection 平行的一个接口。常用的 Java 集合类如下：
Iterator是一个迭代器接口，它提供了迭代集合元素的方法。它是所有集合类都实现的接口，通过Iterator接口，可以实现对集合元素的遍历。List: 存储的元素是有序且可重复的Set：存储的元素是无序且不可重复的Queue：按特定规则来实现来确定先后顺序，存储的元素是有序而且可重复的，Map: 使用键值对（key-value）存储，类似于数学上的函数 y=f(x)，"x" 代表 key，"y" 代表 value，key 是无序的、不可重复的，value 是无序的、可重复的，每个键最多映射到一个值。Collections和Arrays是工具类，提供了操作集合和数组的静态方法。
2. 底层集合框架
2.1 List
Java中的List是一种基于序列的集合，它允许用户在集合中插入、删除和访问元素。在Java集合框架中，List接口是一个基本的接口，它定义了一些常用的方法，例如添加元素、获取元素、删除元素等等。下面我们来总结一下Java集合框架中的List：
ArrayList是Java集合框架中最常用的List实现类之一，它是一个基于数组的实现，可以动态增加和减少元素。与数组相比，它具有更强大的操作和更高效的性能。LinkedList是另一个常用的List实现类，它是基于链表的实现，与ArrayList相比，它对于插入和删除元素的效率更高Vector是Java集合框架中最早的List实现类之一，它与ArrayList非常相似，但是Vector是线程安全的，因此它通常用于多线程环境中Stack是基于Vector实现的一个栈，它提供了push()和pop()等方法，可以方便地进行入栈和出栈操作
Arraylist 和 Vector 的区别：
ArrayList是List的主要实现类，底层使用 Object[ ]存储，适用于频繁的查找工作，线程不安全 ；- Vector 是 List 的古老实现类，底层使用Object[ ] 存储，线程安全的
Arraylist与与LinkedList 区别：
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是否保证线程安全：
ArrayList和LinkedList都是不同步的，也就是不保证线程安全 -
底层数据结构：
Arraylist底层使用的是 Object 数组；LinkedList底层使用的是双向链表数据结构（JDK1.6之前为循环链表，JDK1.7取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别） -
插入和删除是否受元素位置的影响：
ArrayList采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如：执行add(E e)方法的时候，ArrayList会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾，这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话（add(int index, E element)）时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作LinkedList采用链表存储，所以，如果是在头尾插入或者删除元素不受元素位置的影响（add(E e)、addFirst(E e)、addLast(E e)、removeFirst()、removeLast()），近似 O(1)，如果是要在指定位置 i 插入和删除元素的话（add(int index, E element)，remove(Object o)） 时间复杂度近似为 O(n) ，因为需要先移动到指定位置再插入。
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内存空间占用：
ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。
ArrayList扩容机制：最小长度为10，每次添加元素的时候，都会调用ensureCapacityInternal方法，来确定是否要执行扩容，扩容的核心逻辑在grow方法：
- 算出新数组的长度：当前数组的
1.5倍（oldCapacity+ (oldCapacity>> 1)） - 创建一个新数组，将原数据拷贝到新数组中。
2.2 Set
Set 是 Java 集合框架中的一部分，它表示一组唯一的元素，除了Set之外，Java 还提供了一些扩展的 Set 接口和实现类，如 Sorted：Set 接口、NavigableSet 接口，在本篇文章中，我将为你总结 Java 集合 Set 的体系结构
HashSet是基于哈希表实现的Set集合，它不保证元素的顺序，可以存储 null 值。- 哈希表是一种使用哈希函数进行快速查找的数据结构。在哈希表中，每个元素都有一个唯一的键值，该键值通过哈希函数计算得出，用于在数据结构中查找该元素
HashSet的实现方式是：将元素插入哈希表中，使用元素的hashCode()方法计算哈希值，然后通过哈希值找到元素在哈希表中的位置。如果该位置已经被占用，则使用链表或红黑树等数据结构来解决冲突
TreeSet是基于红黑树实现的Set集合，它可以对元素进行排序，不能存储 null 值。- 红黑树是一种自平衡的二叉查找树，它保证了在最坏情况下的时间复杂度为 O(log n)。在红黑树中，每个节点都有一个颜色属性，可以是红色或黑色，根据颜色和其他规则来维护平衡。
TreeSet的实现方式是：将元素插入红黑树中，每个节点都代表一个元素，通过比较节点之间的值来确定元素的顺序
LinkedHashSet是基于哈希表和链表实现的Set集合，它保证了元素的顺序和插入顺序一致，可以存储 null 值LinkedHashSet的实现方式是：将元素插入哈希表中，同时在元素和哈希表之间维护一个双向链表，用于保证元素的顺序
ConcurrentSkipListSet类，它是线程安全的，支持并发访问，使用跳表（Skip List）实现，具有高效的插入、删除和查找操作
SortedSet 接口是 Set 接口的子接口，它扩展了 Set 接口，提供了根据元素的排序顺序访问集合中元素的方法，SortedSet 接口中定义了一些额外的方法，如：
first()：返回集合中的第一个元素。last()：返回集合中的最后一个元素。subSet(fromElement, toElement)：返回集合中介于fromElement（包括）和toElement（不包括）之间的元素的视图。headSet(toElement)：返回集合中小于toElement的元素的视图。tailSet(fromElement)：返回集合中大于等于fromElement的元素的视图。
SortedSet 接口的实现类有 TreeSet，它使用红黑树实现，支持快速查找和排序
NavigableSet 接口是 SortedSet 接口的子接口，它在 SortedSet 的基础上提供了一些额外的导航方法，如：
lower(e)：返回集合中小于 e 的最大元素，如果不存在则返回 null。floor(e)：返回集合中小于等于 e 的最大元素，如果不存在则返回 null。ceiling(e)：返回集合中大于等于 e 的最小元素，如果不存在则返回 null。higher(e)：返回集合中大于 e 的最小元素，如果不存在则返回 null。pollFirst()：移除并返回集合中的第一个元素。pollLast()：移除并返回集合中的最后一个元素。
2.3 Map
Map 是一种基于键值对存储的数据结构，它允许将一个键（key）映射到一个值（value），并提供了快速查找和访问值的方法。Java 中的 Map 接口是一个由多个实现类组成的体系结构，这些实现类分别具有不同的特点和适用场景。下面是Java Map 体系结构的总结：
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SortedMap接口：继承自Map接口，它定义了一组有序的操作，用于对Map中的键进行排序 -
NavigableMap接口：继承自SortedMap接口，它定义了一组用于导航（如查找最近的键、获取前驱和后继键等）的方法 -
ConcurrentMap接口：是Map接口的一个子接口，它定义了一组支持并发访问的操作 -
Hashtable是遗留类，很多映射的常用功能与HashMap类似，不同的是它承自Dictionary类，并且是线程安全的。- 对于
HashTable，任一时间只有一个线程能写Hashtable，并发性不如ConcurrentHashMap，因为ConcurrentHashMap引入了分段锁。Hashtable不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap替换，需要线程安全的场合可以用ConcurrentHashMap替换
- 对于
-
HashMap是Java中最常用的Map实现之一，它使用哈希表来存储键值对，提供了 O(1) 的时间复杂度来查找和访问元素。HashMap的内部实现涉及到哈希函数、哈希冲突解决方法、扩容机制等方面 -
WeakHashMap是一种基于弱引用的Map实现，它的特点是当某个键不再被引用时，相应的值将自动被回收。WeakHashMap的内部实现利用了Java中的WeakReference弱引用机制 -
TreeMap是一种基于红黑树实现的有序 Map，它提供了快速的查找和遍历元素的方式。TreeMap 内部使用红黑树来维护元素的顺序，它的排序方式可以通过自定义比较器来指定- 在使用
TreeMap时，key必须实现Comparable接口或者在构造TreeMap传入自定义的Comparator，否则会在运行时抛出java.lang.ClassCastException类型的异常
- 在使用
-
LinkedHashMap是一种保持插入顺序的Map，它提供了与HashMap相同的查找和访问效率，同时保证了元素的顺序。LinkedHashMap内部使用双向链表来维护元素的插入顺序，它的访问顺序可以通过指定构造函数中的accessOrder参数来决定
-
ConcurrentHashMap是一种线程安全的Map实现，它提供了高效的并发访问和修改操作。ConcurrentHashMap内部使用分段锁来实现线程安全，同时也允许多个线程同时对不同的段进行操作，从而提高了并发性能
3. 最佳实践
3.1 list
- 根据实际需要选择不同的实现类。如果需要经常进行插入和删除操作，可以选择
LinkedList，如果需要快速随机访问，可以选择ArrayList - 在使用
Vector时，需要注意同步开销会影响性能，如果不需要线程安全，可以使用ArrayList或LinkedList - 在使用
subList()方法时，需要注意返回的子列表是原列表的一个视图，对其进行修改会影响原列表 - 在创建
List对象时，应该根据需要预估列表的大小，以避免不必要的扩容操作 - 避免在循环中使用
remove()方法，因为它会改变列表的结构，可能会导致索引错乱和异常。如果需要删除元素，可以使用迭代器的remove()方法
3.2 Set
- 在创建
Set对象时，可以通过指定容量来提高性能。当Set中的元素数量达到容量时，Set 会自动扩容。为了避免频繁的扩容，可以指定一个适当的容量 - 实现
equals和hashCode方法：如果你打算将自定义对象存储在Set中，则必须实现equals和hashCode方法。这是因为Set会使用这两个方法来确定两个对象是否相等。如果没有正确地实现这两个方法，则Set可能无法正确地工作 - 避免
null值：Java Set不允许存储重复的元素，因此如果你尝试将null值添加到Set中，则可能会出现问题。因此，最好避免将null值添加到Set中 - 使用迭代器可以遍历
Set中的元素。在使用迭代器时，要确保在迭代过程中不要修改Set中的元素 Java Set有多个实现类，如HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等。选择正确的实现类是关键。如果你需要存储不需要保持顺序的元素，则使用HashSet；如果你需要保留插入顺序，则使用LinkedHashSet；如果你需要对元素进行排序，则使用TreeSet
3.3 map
Java Map不是线程安全的，因此在多线程环境中使用时要小心。如果多个线程同时修改同一个Map对象，则可能会出现并发修改异常。为了避免这种情况，可以使用ConcurrentHashMap或Collections.synchronizedMap()方法创建线程安全的Map对象- 使用
entrySet()方法遍历Map：使用entrySet()方法可以遍历Map中的键值对，而不是只遍历键或值。这样可以避免在遍历Map时需要再次查找值 - 在创建
Map对象时，可以通过指定容量来提高性能。当Map中的键值对数量达到容量时，Map会自动扩容。为了避免频繁的扩容，可以指定一个适当的容量 - 如果你需要在多线程环境中使用
Map对象，则可以使用ConcurrentHashMap。这是一个线程安全的Map实现，可以提高代码的性能和可靠性 - 如果你需要在多线程环境中使用 Map 对象，则可以使用
ConcurrentHashMap。这是一个线程安全的Map实现，可以提高代码的性能和可靠性 - 如果你需要按照插入顺序遍历
Map，则可以使用LinkedHashMap实现。LinkedHashMap可以记住插入顺序，并根据插入顺序进行遍历
本文只是对 Java 集合体系结构进行了简要的介绍和总结，希望本文能够为开发者提供一些参考和帮助，让大家能够更加轻松和高效地使用 Java 集合，总结不易，感兴趣的可以点赞加收藏；后续，也会对常见集合的源码做深入分析，点赞关注不迷路哦。
