整體類圖

Java集合是java提供的工具包，包含了常用的數據結構：集合、鏈表、隊列、棧、數組、映射等。Java集合工具包位置是java.util.*
Java集合主要可以劃分為4個部分：List列表、Set集合、Map映射、工具類(Iterator叠代器、Enumeration枚舉類、Arrays和Collections)。

接口

上圖中看到 主要的接口類為：Collection 和 Map。

繼承Collection的接口主要有三大類：List、Set、Queue；實現Collection接口的AbstractCollection

繼承Map接口的主要有：SortedMap ，實現Map的有AbstractMap 以及HashTable

list

List是一個有序的隊列，每一個元素都有它的索引。第一個元素的索引值是0。List的實現類有LinkedList, ArrayList, Vector, Stack。

• LinkedList：底層數據結構為雙向鏈接隊列，可以被當作棧、隊列或雙端隊列來使用。非線程安全
• ArrayList：基於動態數組的數據結構。因此對於隨機訪問get和set，ArrayList要優於LinkedList，因為LinkedList要移動指針；理論上當要在ArrayList非尾部index處插入數據，index之後的所有元素，會被移動會導致插入效率變低。非線程安全
• Vector ：基於動態數組的數據結構。是線程安全的（相對線程安全）。主要用在事先不知道數組的大小，或者只是需要一個可以改變大小的數組的情況。默認數組大小為 10，如果未指定擴容大小，擴容時按現在數據大小的兩倍擴容。
• stack ：是Vector的一個子類，它實現了一個標準的後進先出的棧。

set

Set是一個不允許有重復元素的集合。 Set的實現類有HastSet和TreeSet。HashSet依賴於HashMap，它實際上是通過HashMap實現的；TreeSet依賴於TreeMap，它實際上是通過TreeMap實現的。

• HastSet：通過HashMap實現。 HashSet 中的所有元素都是保存在 HashMap 的 key 中，value 則是使用的 PRESENT 對象，該對象為 static final Object。默認的初始容量為16，負載因子為0.75.
• TreeSet：是基於 TreeMap 實現的，TreeMap是一個有序的二叉樹，那麽同理TreeSet同樣也是一個有序的，它的作用是提供有序的 Set 集合。

HashMap

基於哈希表的 Map 接口的實現，以 key-value 的形式存在。初始化時，最為重要的兩個參數為：初始容量和負載因子

• 初始容量：表示哈希表中桶的數量，初始容量是創建哈希表時的容量

• 加載因子：是哈希表在其容量自動增加之前可以達到多滿的一種尺度，它衡量的是一個散列表的空間的使用程度，負載因子越大表示散列表的裝填程度越高，反之愈小。對於使用鏈表法的散列表來說，查找一個元素的平均時間是O(1+a)，因此如果負載因子越大，對空間的利用更充分，然而後果是查找效率的降低；如果負載因子太小，那麽散列表的數據將過於稀疏，對空間造成嚴重浪費。系統默認負載因子為 0.75，一般情況下我們是無需修改的。

• Put過程：首先判斷 key 是否為 null，若為 null，則直接調用 putForNullKey 方法。若不為空則先計算 key 的 hash 值，然後根據 hash 值搜索在 table 數組中的索引位置，如果 table 數組在該位置處有元素，則通過比較是否存在相同的 key，若存在則覆蓋原來 key 的 value，否則將該元素保存在鏈頭（最先保存的元素放在鏈尾）。若 table 在該處沒有元素，則直接保存。

• Get過程：若為null，直接取第一個；若不為空則先計算 key 的 hash 值，然後根據 hash 值搜索在 table 數組中的索引位置。然後返回該 key 對應的 value 即可。

• HashMap 的底層數組長度總是 2 的 n 次方，在構造函數中存在：capacity <<= 1;這樣做總是能夠保證 HashMap 的底層數組長度為 2 的 n 次方。當 length 為 2 的 n 次方時，h&(length – 1) 就相當於對 length 取模，而且速度比直接取模快得多，這是 HashMap 在速度上的一個優化。

TreeMap

TreeMap 實現是紅黑樹算法的實現。紅黑樹是一顆自平衡的排序二叉樹，即根節點大於左子樹小於右子樹。所以TreeMap是有序的Map結構

WeakHashMap

WeakHashMap的存儲結構等與HashMap的結構幾乎一樣，不同指出是其引用是弱引用。所謂弱引用是指，java垃圾回收器，在檢查到該引用是弱引用的時候，不管內存是否夠用都會對此引用進行垃圾回收。

HashTable

實現Map接口，繼承了Dictionary。HashTable采用”拉鏈法”實現哈希表，它定義了幾個重要的參數：table、count、threshold、loadFactor、modCount。

table：為一個Entry[]數組類型，Entry代表了“拉鏈”的節點，每一個Entry代表了一個鍵值對，哈希表的”key-value鍵值對”都是存儲在Entry數組中的。

count：HashTable的大小，註意這個大小並不是HashTable的容器大小，而是他所包含Entry鍵值對的數量。

threshold：Hashtable的閾值，用於判斷是否需要調整Hashtable的容量。threshold的值=”容量*加載因子”。

loadFactor：加載因子。

modCount：用來實現“fail-fast”機制的（也就是快速失敗）。所謂快速失敗就是在並發集合中，其進行叠代操作時，若有其他線程對其進行結構性的修改，這時叠代器會立馬感知到，並且立即拋出ConcurrentModificationException異常，而不是等到叠代完成之後才告訴你（你已經出錯了）。

HashTable與HashMap的區別

第一： 我們從他們的定義就可以看出他們的不同，HashTable基於Dictionary類，而HashMap是基於AbstractMap。Dictionary是什麽？它是任何可將鍵映射到相應值的類的抽象父類，而AbstractMap是基於Map接口的骨幹實現，它以最大限度地減少實現此接口所需的工作。
第二： HashMap可以允許存在一個為null的key和任意個為null的value，但是HashTable中的key和value都不允許為null。
第三： Hashtable的方法是同步的，而HashMap的方法不是。

java之集合概述