Java--集合

集合类存放于 Java.util 包中，主要有 3 种：set(集）、list(列表包含 Queue）和map(映射)。

1. Collection：Collection 是集合 List、Set、Queue 的最基本的接口。
2. Iterator：迭代器，可以通过迭代器遍历集合中的数据
3. Map：是映射表的基础接口
   

集合 VS 数组

Collection集合的基础用法

Collection 接口的接口 对象的集合（单列集合）
├——-List 接口：元素按进入先后有序保存，可重复
│—————LinkedList 接口实现类， 链表， 插入删除， 没有同步， 线程不安全
│—————ArrayList 接口实现类， 数组， 随机访问， 没有同步， 线程不安全
│—————- Vector 接口实现类 数组， 同步， 线程安全
│ ———————- Stack 是Vector类的实现类
└——-Set 接口： 仅接收一次，不可重复，并做内部排序
├—————-HashSet 使用hash表（数组）存储元素
│———————— LinkedHashSet 链表维护元素的插入次序
└ —————-TreeSet 底层实现为二叉树，元素排好序
Map 接口 键值对的集合 （双列集合）
├———Hashtable 接口实现类， 同步， 线程安全
├———HashMap 接口实现类 ，没有同步， 线程不安全-
│—————–├ LinkedHashMap 双向链表和哈希表实现
│—————–└ WeakHashMap
├ ——–TreeMap 红黑树对所有的key进行排序
————————————————
List体系
（1）ArrayList：底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
（2）LinkedList 底层数据结构是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
（3）Vector:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程安全，效率低，可以存储重复元素

Set体系
与List接口一样，Set接口也提供了集合操作的基本方法。Set注重独一无二的性质,该体系集合用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素，值不能重复。对象的相等性本质是对象hashCode值（java是依据对象的内存地址计算出的此序号）判断的，如果想要让两个不同的对象视为相等的，就必须覆盖Object的hashCode方法和equals方法。

Iterator迭代器
它是Java集合的顶层接口（不包括map系列的集合，Map接口是map系列集合的顶层接口）
　　Object next()：返回迭代器刚越过的元素的引用，返回值是Object，需要强制转换成自己需要的类型。
　　boolean hasNext()：判断容器内是否还有可供访问的元素。
　　void remove()：删除迭代器刚越过的元素。

Map体系
Map用于保存具有映射关系的数据，Map里保存着两组数据：key和value，它们都可以使任何引用类型的数据，但key不能重复。所以通过指定的key就可以取出对应的value。

数据结构
ArrayXxx:底层数据结构是数组，查询快，增删慢
LinkedXxx:底层数据结构是链表，查询慢，增删快
HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法：hashCode()和equals()
TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序：自然排序和比较器排序

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集合概述详细图解：

List：ArrayList（数组） 、Vector（数组实现、线程同步）、LinkList（链表）
Set：HashSet（Hash表）TreeSet（二叉树）LinkHashSet（HashSet+LinkedHashMap）
Map：HashMap（数组+链表+红黑树）：

• JAVA7实现 HashMap：
  

大方向上，HashMap 里面是一个数组，然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中，每个绿色的实体是嵌套类Entry 的实例，Entry 包含四个属性：key, value, hash 值和用于单向链表的next。
1.capacity：当前数组容量，始终保持2^n，可以扩容，扩容后数组大小为当前的2 倍。2.loadFactor：负载因子，默认为0.75。121623125152125125
3.threshold：扩容的阈值，等于capacity * loadFactor

• JAVA8实现 HashMap:

Java8 对HashMap 进行了一些修改，最大的不同就是利用了红黑树，所以其由数组+链表+红黑树组成。根据Java7 HashMap 的介绍，我们知道，查找的时候，根据hash 值我们能够快速定位到数组的具体下标，但是之后的话，需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决于链表的长度，为O(n)。为了降低这部分的开销，在Java8 中，当链表中的元素超过了8 个以后，会将链表转换为红黑树，在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为O(logN)。

JUC：java.util.concurrent包名的简写,是关于并发编程的API。

在 Java 5.0 提供了 java.util.concurrent(简称JUC)包,在此包中增加了在并发编程中很常用的工具类,用于定义类似于线程的自定义子系统,包括线程池,异步 IO 和轻量级任务框架;还提供了设计用于多线程上下文中的 Collection 实现等;
JUC下的collections(集合类)：主要是提供线程安全的集合， 比如：
1）ArrayList对应的高并发类是CopyOnWriteArrayList，
2）HashSet对应的高并发类是 CopyOnWriteArraySet，
3）HashMap对应的高并发类是ConcurrentHashMap等等

链接：https://www.pdai.tech/md/java/thread/java-thread-x-juc-overview.html
Collections: 并发集合
类结构关系

List: CopyOnWriteArrayList
ArrayList 的一个线程安全的变体，其中所有可变操作(add、set 等等)都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。这一般需要很大的开销，但是当遍历操作的数量大大超过可变操作的数量时，这种方法可能比其他替代方法更 有效。在不能或不想进行同步遍历，但又需要从并发线程中排除冲突时，它也很有用。

Set: CopyOnWriteArraySet

对其所有操作使用内部CopyOnWriteArrayList的Set。即将所有操作转发至CopyOnWriteArayList来进行操作，能够保证线程安全。在add时，会调用addIfAbsent，由于每次add时都要进行数组遍历，因此性能会略低于CopyOnWriteArrayList。

Set: ConcurrentSkipListSet

一个基于ConcurrentSkipListMap 的可缩放并发 NavigableSet 实现。set 的元素可以根据它们的自然顺序进行排序，也可以根据创建 set 时所提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。

Map: ConcurrentHashMap
是线程安全HashMap的。ConcurrentHashMap在JDK 7之前是通过Lock和segment(分段锁)实现，JDK 8 之后改为CAS+synchronized来保证并发安全。

Map: ConcurrentSkipListMap
线程安全的有序的哈希表(相当于线程安全的TreeMap);映射可以根据键的自然顺序进行排序，也可以根据创建映射时所提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。