集合基础

Set：无序不可重复（独一无二）

　　HashSet：HashMap

　　LinkedHashSet：LinkedHashMap（哈希表+链表），元素插入和取出顺序满足FIFO

　　TreeSet：红黑树（自平衡二叉排序树）

　　三者异同：

　　　　都是set接口的实现类，所以都能保证数据的唯一性，并且都不是线程安全的（使用了 fail-fast iterator 迭代器）（https://www.mianshigee.com/note/detail/237639vxm/）。

　　　　不同的特点由底层数据结构决定，也导致了三者的应用场景不同。

    HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 都是 Set 接口的实现类，都能保证元素唯一，并且都不是线程安全的。

    HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 的主要区别在于底层数据结构不同。
　　　　 HashSet 的底层数据结构是哈希表（基于 HashMap 实现）。
　　 　　LinkedHashSet 的底层数据结构是链表和哈希表，元素的插入和取出顺序满足FIFO。
　　 　　TreeSet 底层数据结构是红黑树，元素是有序的，排序的方式有自然排序和定制排序。
    底层数据结构不同又导致这三者的应用场景不同。
　　　　HashSet 用于不需要保证元素插入和取出顺序的场景，LinkedHashSet 用于保证元素的插入和取出顺序满足 FIFO 的场景，TreeSet 用于支持对元素自定义排序规则的场景。

 线程不安全：

1.各个线程都读。不影响，前提是只有读；
2.各个线程都写。会出现问题，这里的点有两种情况：
    （1）值覆盖问题，因为 ArrayList 的底层数组，写入值的时候要先计算到一个下标位置，然后给对应的位置去赋值，多线程就会出现值覆盖的问题；
    （2）空指针异常，因为 ArrayList 的底层数组，写入值在数组满的时候需要扩容，在扩容还没完成的时候，新的下标却已经计算出来并且要去插入，那么就会出现空指针异常。
3.有的读有的写。那么显然对于多个线程来说，2 里面各个线程写的情况对应的问题就会出现。除此之外：
    （1）如果多线程有的读有的写，对于 ArrayList 底层，某些情况下，对象是不允许进行修改的，如果修改了，后面调用某些方法时，就会检测到，然后就直接抛出ConcurrentModificationException。
    （2）具体一下，因为源码里，写操作对集合修改是写，而next、remove等 Itr 的遍历读操作的时候会通过当前集合的修改次数与 Itr 对象创建时记录的次数校验集合是否被修改，如果修改了，不一致就说明正读的时候还有别的线程在改，就会抛出异常。
    （3）JDK作者说了，会抛这个异常的都叫fail-fast iterator。

解决方案：JUC提供CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet（写时复制）

 

List：有序可重复（排序帮手）

　　ArrayList：Object[] 数组

　　Vector：Object[] 数组

　　LinkedList：双向链表

 

Queue：有序可重复（叫号机）

　　PriorityQueue：Object[]数组实现二叉堆（JDK1.5引入，底层使用可变长数组，默认小顶堆，可接收Comparator作为构造参数定义优先级的先后，O(logn)插入删除，非线程安全）

　　Deque：双端队列

　　ArrayQueue：Object[]数组+双指针

 

Map：key无序不可重复，value无序可重复（key搜索） 不继承Collection

　　HashMap：数组+链表（拉链法解决哈希冲突）（JDK1.8后，当链表长度大于8，将链表转化为红黑树，减少搜索时间）

　　LinkedHashMap：HashMap+双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序，实现了访问顺序相关逻辑。

　　HashTable：数组+链表

　　TreeMap：红黑树

 

为什么要使用集合？

　　数组的缺点是一旦声明之后，长度就不可变了；同时，声明数组时的数据类型也决定了该数组存储的数据的类型；而且，数组存储的数据是有序的、可重复的，特点单一。 但是集合提高了数据存储的灵活性，Java 集合不仅可以用来存储不同类型不同数量的对象，还可以保存具有映射关系的数据。