概述
Java语言开发经常会使用到集合框架，如下图所示为Java 集合框架结构图:
从图中可以看出Java 集合主要实现了Map和Collection接口。
List、Set、Map 三者区别
① List (突出顺序)： 存储的元素是有序的、可重复的； ② Set (注重独⼀⽆⼆): 存储的元素是⽆序的、不可重复的； ③ Map: 使⽤键值对（kye-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。
集合底层数据结构
Collection 接⼝下⾯的集合
① List 接口 Arraylist ： Object[] 数组， Vector ： Object[] 数组， LinkedList ： 双向链表(JDK1.6 之前为循环链表，JDK1.7 取消了循环)。 ② Set 接口 HashSet （⽆序，唯⼀）: 基于 HashMap 实现的，底层采⽤ HashMap 来保存元素； LinkedHashSet ： LinkedHashSet 是 HashSet 的⼦类，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来 实现的。有点类似于我们之前说的 LinkedHashMap 其内部是基于 HashMap 实现⼀样，不过还是 有⼀点点区别的； TreeSet （有序，唯⼀）： 红⿊树(⾃平衡的排序⼆叉树)。 ③ Map 接口 HashMap ： JDK1.8 之前 HashMap 由数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要 为了解决哈希冲突⽽存在的（“拉链法”解决冲突）。JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较⼤的变 化，当链表⻓度⼤于阈值（默认为 8）（将链表转换成红⿊树前会判断，如果当前数组的⻓度⼩于 64，那么会选择先进⾏数组扩容，⽽不是转换为红⿊树）时，将链表转化为红⿊树，以减少搜索时 间； LinkedHashMap ： LinkedHashMap 继承⾃ HashMap ，所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构 即由数组和链表或红⿊树组成。另外， LinkedHashMap 在上⾯结构的基础上，增加了⼀条双向链 表，使得上⾯的结构可以保持键值对的插⼊顺序。同时通过对链表进⾏相应的操作，实现了访问顺 序相关逻辑； Hashtable ： 数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突⽽存 在的； TreeMap ： 红⿊树（⾃平衡的排序⼆叉树）。
如何选择使用集合
① 根据键值获取元素值时就选⽤ Map 接⼝下的集合，需要排序时选择 TreeMap ,不需要排序时选择 HashMap ,保证线程安全就选⽤ConcurrentHashMap ; ② 只需要存放元素值时，就选择实现 Collection 接⼝的集合，保证元素唯⼀时选择实现Set 接⼝的集合⽐如 TreeSet 或 HashSet ，不需要就选择实现 List 接⼝的⽐如 ArrayList 或LinkedList ，然后再根据实现这些接⼝的集合的特点来选⽤。
为什么要使用集合
① 在实际开发中，存储的数据的类型是多种多样的，数组支持的类型较固定，就出现了“集合”； ② 数组的缺点是⼀旦声明之后，⻓度就不可变了，数组存储的数据是有序、可重复的，特点单⼀； ③ 集合提⾼数据存储灵活性，Java 集合不仅⽤来存储不同类型不同数量对象，还可以保存具有映射关系的数据。
集合线程安全选择
常⽤的 Arraylist , LinkedList , Hashmap , HashSet , TreeSet , TreeMap ， PriorityQueue 都 不是线程安全的。如果使⽤线程安全集合的话， java.util.concurrent 包中提供很多并发容器： ① ConcurrentHashMap : 可以看作是线程安全的 HashMap ② CopyOnWriteArrayList :可以看作是线程安全的 ArrayList ，在读多写少的场合性能⾮常好，远 远好于 Vector . ③ ConcurrentLinkedQueue :⾼效的并发队列，使⽤链表实现。可以看做⼀个线程安全的 LinkedList ，这是⼀个⾮阻塞队列。 ④ BlockingQueue : 这是⼀个接⼝，JDK 内部通过链表、数组等⽅式实现了这个接⼝。表示阻塞队 列，⾮常适合⽤于作为数据共享的通道。 ⑤ ConcurrentSkipListMap :跳表的实现。这是⼀个 Map ，使⽤跳表的数据结构进⾏快速查找。
集合子接口及方法对比
Arraylist 和 Vector 的区别?
① ArrayList 是 List 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 ； ② Vector 是 List 的古⽼实现类，底层使⽤ Object[ ]存储，线程安全的。
Arraylist 与 LinkedList 区别?
① 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； ② 底层数据结构： Arraylist 底层使⽤的是 Object 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。 ③ 插⼊和删除是否受元素位置的影响： ArrayList 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 LinkedList 采⽤链表存储，所以对于 add(E e) add(E e) ⽅法的插⼊，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，近似O(1)，如果是要在指定位置 ii 插⼊和删除元素的话（ (add(int index, E element) (add(int index, E element) ） 时间复杂度近似为 o(n)) o(n)) 因为需要先移动到指定位置再插⼊。 ④ 是否⽀持快速随机访问： LinkedList 不⽀持⾼效的随机元素访问，⽽ ArrayList ⽀持。快速随 机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于 get(int index) ⽅法)。 ⑤ 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）。
comparable 和 Comparator 的区别
① comparable 接⼝实际上是出⾃ java.lang 包 它有⼀个 compareTo(Object obj) ⽅法⽤来排序； ② comparator 接⼝实际上是出⾃ java.util 包它有⼀个 compare(Object obj1, Object obj2) ⽅法⽤ 来排序。
⽐较 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的异同
HashSet 是 Set 接⼝的主要实现类 ，HashSet 的底层是 HashMap，线程不安全的，可以存储 null 值； LinkedHashSet 是 HashSet 的⼦类，能够按照添加的顺序遍历； TreeSet 底层使⽤红⿊树，能够按照添加元素的顺序进⾏遍历，排序的⽅式有⾃然排序和定制排序。
HashMap 和 Hashtable 的区别
① 线程是否安全： HashMap 是⾮线程安全的，HashTable 是线程安全的,因为 HashTable 内部的⽅法基本都经过 synchronized 修饰。（如果保证线程安全就使⽤ ConcurrentHashMap）； ② 效率： 因为线程安全，HashMap 要⽐ HashTable 效率⾼⼀点。另外，HashTable 基本被淘 汰，不要在代码中使⽤它； ③ 对 Null key 和 Null value 的⽀持： HashMap 可以存储 null 的 key 和 value，但 null 作为键只能⼀个，null 作为值可以有多个；HashTable 不允许有 null 键和 null 值，NullPointerException。 ④ 初始容量⼤⼩和每次扩充容量⼤⼩的不同 ： ① 创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始⼤⼩为 11，之后每次扩充，容量变为原来的 2n+1。HashMap 默认的初始化⼤⼩为 16。之后每次扩充，容量变为原来的 2 倍。② 创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使⽤你给定的⼤⼩，⽽ HashMap 会将其扩充为 2 的幂次⽅⼤⼩（HashMap 中的 tableSizeFor() ⽅法保 证，下⾯给出了源代码）。也就是说 HashMap 总是使⽤ 2 的幂作为哈希表的⼤⼩,后⾯会介绍到为 什么是 2 的幂次⽅。 ⑤ 底层数据结构： JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较⼤变化，当链表⻓度⼤于阈 值（默认为 8）（将链表转换成红⿊树前会判断，如果当前数组的⻓度⼩于 64，那么会选择先进⾏ 数组扩容，⽽不是转换为红⿊树）时，将链表转化为红⿊树，以减少搜索时间。Hashtable 没有这 样的机制。 HashMap 中带有初始容量的构造函数：
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: "
+
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
HashMap 和 HashSet 区别
如果你看过 HashSet 源码的话就应该知道：HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的。（HashSet 的源码⾮常少，因为除了 clone() 、 writeObject() 、 readObject() 是 HashSet ⾃⼰不得不实现 之外，其他⽅法都是直接调⽤ HashMap 中的⽅法。
| HashMap | HashSet |
|---|---|
| 实现了 Map 接⼝ | 实现 Set 接⼝ |
| 存储键值对 | 仅存储对象 |
| 调⽤ put() 向 map中添加元素 | 调⽤ add() ⽅法向 Set 中添加元素 |
| HashMap 使⽤键（Key）计算Hashcode | HashSet 使⽤成员对象来计算 hashcode 值，对于两个对象来说hashcode 可能相同，所以 equals()⽅法⽤来判断对象的相等性 |
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