以下幾篇文章都是對java集合的一個介紹，這些文章並非都是我的原創，主要是集合了各種途徑獲取的一個總結。對於集合，我們主要從以下四點關注：
1.是否允許為空；
2.是否允許重複資料；
3.是否有序，有序是指讀取順序與存放順序是否一致；
4.是否執行緒安全。

ArrayList

（1）ArrayList 是一個數組佇列，相當於動態陣列。與Java中的陣列相比，它的容量能動態增長。它繼承於AbstractList，實現了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable這些介面。
（2）ArrayList 繼承了AbstractList，實現了List。它是一個數組佇列，提供了相關的新增、刪除、修改、遍歷等功能。
（3）ArrayList 實現了RandmoAccess介面，即提供了隨機訪問功能。RandmoAccess是java中用來被List實現，為List提供快速訪問功能的。在ArrayList中，我們即可以通過元素的序號快速獲取元素物件；這就是快速隨機訪問。稍後，我們會比較List的“快速隨機訪問”和“通過Iterator迭代器訪問”的效率。
（4）ArrayList 實現了Cloneable介面，即覆蓋了函式clone()，能被克隆。
（5）ArrayList 實現java.io.Serializable介面，這意味著ArrayList支援序列化，能通過序列化去傳輸。
（6）和Vector不同，ArrayList中的操作不是執行緒安全的！所以，建議在單執行緒中才使用ArrayList，而在多執行緒中可以選擇Vector或者CopyOnWriteArrayList。
ArrayList是一個以陣列形式實現的集合，首先我們來看一下ArrayList的基本元素。

ArrayList與Collection的關係如圖：

ArrayList包含了兩個重要的物件：elementData和Size。
（1）elementData是“Object[]型別的陣列”，它儲存了新增到ArrayList中的的元素。實際上，elementData是一個動態陣列，我們可以通過建構函式ArrayList(int initialCapacity)來執行它的初始化容量；如果通過不含引數的建構函式ArrayList()來建立，則它的預設容量是10。
（2）size是動態陣列的實際大小。

新增元素

public class Test {
    public static
 
 void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("00");
        list.add("11");
    }
}

我們來看一下新增操作的底層原始碼實現：

    public boolean add(E e) {
    //這個方法是為了實現擴容的作用
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return
 
 true;
    }

底層在呼叫add方法的時候只是給elementData的某個位置添加了一個數據而已，下圖為例
為了方便理解才這樣畫的，elementData中儲存的應該是堆記憶體中元素的引用，而不是實際的元素，這樣畫會讓人誤以為elementData中存放了實際元素，在這裡提醒一下。
*擴容*
陣列擴容的時候我們會先把陣列乘以3，再除2後加1.為什麼這樣呢？
1、如果一次性擴容太大，必然會造成空間的浪費。
2、如果一次擴容不夠，那麼下一次擴容操作會很快發生，這回降低程式的執行效率，要知道擴容還是比較耗費效能的；
所以擴容多少，是jdk開發人員在時間和空間上的一個權衡。最後呼叫的是Arrays的copyOf方法，將原數組裡的內容全部複製到新的數組裡面。

刪除元素

ArrayList支援兩種刪除方式：1.按照下標刪除；2.按照元素刪除，這會刪除與指定元素相同的第一個元素。

//jdk原始碼
public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work

        return oldValue;
    }

兩種刪除方式都是呼叫這段程式碼。都是做了兩件事：
1、將指定元素後面位置的所有元素，利用System.arraycopy方法整體向前移動一位。
2、最後一個位置的元素指定外圍null，這樣gc就會去回收它。

插入元素

插入元素用的也是add方法，其方法與刪除操作類似。

ArrayList的遍歷方式

（1）通過迭代器遍歷

//迭代器遍歷
        String value = null;
        Iterator it = list.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            value = (String) it.next();
            System.out.println(value);
        }
        System.out.println("--------分割線-----------");
        //隨機訪問，通過索引遍歷
        String value2 = null;
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            value = list.get(i);
        }   
        String value3 = null;
        //for迴圈遍歷
        for(String str : list) {
            value3 = str;
        }

那麼我們來比較一下它們的執行效率如何：
執行結果：

iteratorThroughRandomAccess：3 ms
iteratorThroughIterator：8 ms
iteratorThroughFor2：5 ms

由此可見，遍歷ArrayList時，使用隨機訪問(即，通過索引序號訪問)效率最高，而使用迭代器的效率最低！

ArrayList的優缺點

優點：
1、ArrayList底層是以陣列實現，是一種隨機訪問模式，再加上實現了RandomAccess介面，因此查詢也就是get非常快。
2、ArrayList順序新增非常方便。
缺點：
無論是刪除或插入元素（除非是最後一個元素）都涉及到一次元素複製，如果比較多則是一個耗費效能的過程。
因此ArrayList比較適合順序新增、隨機訪問的場景。

ArrayList和Vector的區別

ArrayList是執行緒非安全的，這很明顯，因為ArrayList中所有方法都不是同步的，在併發的情況下一定會出現執行緒安全問題。那麼解決方法有兩種：
1、使用Collections.synchronizedList方法把ArrayList變成一個執行緒安全的List。

List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
        synchronizedList.add("44");

2、另一個方法就是使用vector，它是ArrayList執行緒安全版本，大部分實現完全一樣，區別在於：
1、vector是執行緒安全的，ArrayList是非執行緒安全；
2、vector可以指定增長因子，如果該增長因子指定了，那麼擴容的時候每次新陣列大小就會在原基礎上加上增長因子；如果不指定那麼就是原陣列*2。

為什麼ArrayList的elementData是用transient修飾

ArrayList中陣列的定義：

private transient Object[] elementData;

ArrayList實現了serializable介面，這意味著ArrayList可以被序列化，用transient修飾elementData意味著我們不希望elementData陣列序列化。這時為什麼？因為序列化ArrayList的時候，ArrayList陣列未必是滿的，比如說陣列大小是10，現在只有3和陣列，那麼是否有必要序列化整個elementData呢？顯然是沒有必要的，因此ArrayList重寫了writeObject方法，每次序列化都呼叫它，先呼叫defaultWriteObject() 方法序列化ArrayList中非transient元素，然後遍歷elementData，只序列化那些有的元素，這樣：
1、加快了序列化的速度；
2、減小了序列化之後檔案的大小。