1、Collection接口
(1) 常用方法
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add(Object obj),添加obj时，需要重写equals()方法。添加基本数据类型，会自动装箱，像Interger、Double类已经自动重写了equals()方法，若自定义类，需要自己重写
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addAll(Collection coll),
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size(),
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isEmpty(),
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clear();
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contains(Object obj),调用obj所在类的equals()方法，一般自定义类需要重写equals()方法。调用equal方法来比较，若obj重写，则调用obj重写的equal
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containsAll(Collection coll),
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remove(Object obj),也会调用equals()方法
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removeAll(Collection coll),删除的是当前集合与coll的交集
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retainsAll(Collection coll),得到当前集合与coll的交集，结果给当前集合
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equals(Object obj);要想返回true，要求当前对象与形参对象是否相同。有序无序看list还是set
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hashCode(),返回当前对象的hash值
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toArray(),集合-->数组。 数组-->集合：Array.asList(object[]);
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iterator();返回iterator接口的实例，用于遍历集合的元素
(2) Iterator接口
Iterator对象称为迭代器(设计模式：迭代器模式)，主要用于遍历Collection集合中的元素。
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hasNext()
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next()
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remove()： 遍历过程中通过迭代器对象的remove方法， 不是集合对象的remove方法
(3) 增强for循环：foreach
遍历集合的底层调用Iterator完成操作
2、List接口
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List集合类中元素有序、且可重复，即按照添加的顺序存放到集合里。
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List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
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JDK API中List接口的实现类常用的有： ArrayList、 LinkedList和Vector。
(1) List接口自己的方法
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void add(int index, Object ele)：在index位置插入ele元素
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boolean addAll(int index, Collection eles)：从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
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Object get(int index)：获取指定index位置的元素
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int indexOf(Object obj)：返回obj在集合中首次出现的位置
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int lastIndexOf(Object obj)：返回obj在当前集合中末次出现的位置
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Object remove(int index)：移除指定index位置的元素，并返回此元素
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Object set(int index, Object ele)：设置指定index位置的元素为ele
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List subList(int fromIndex, int toIndex)：返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
(2) ArrayList
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ArrayList的JDK1.8之前与之后的实现区别？
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JDK1.7： ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组
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JDK1.8： ArrayList像懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时再创建一个始容量为10的数组
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Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合， 既不是 ArrayList 实例，也不是Vector 实例。 Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的List集合
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线程不安全
(3) LinkedList
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对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高。底层是双向非循环链表
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线程不安全
void linkLast(E e) { final Node<E> l = last; final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); //new Node(Node prev,E e,Node next); last = newNode; if (l == null) first = newNode; else l.next = newNode; size++; modCount++; } private static class Node<E> { E item; Node<E> next; Node<E> prev; Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
新增方法：
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void addFirst(Object obj)
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void addLast(Object obj)
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Object getFirst()
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Object getLast()
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Object removeFirst()
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Object removeLast()
(4) Vector
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JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
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最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList； Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
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新增方法
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void addElement(Object obj)
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void insertElementAt(Object obj,int index)
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void setElementAt(Object obj,int index)
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void removeElement(Object obj)
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void removeAllElements()
(5) Stack类
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是Vector的子类
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由于Vector是通过数组实现的，所以Stack也是通过数组实现的，而非链表。当然，我们也可以将LinkedList当作栈来使用！
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新增方法
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synchronized E peek()
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synchronized E pop()
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E push(E object)
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synchronized int search(Object o)
(6) ArrayList和LinkedList线程不安全替代方案
顺序：Vector > SynchronizedList > CopyOnWriteArrayList
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java.util.Collections.SynchronizedList
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把所有 List 接口的实现类转换成线程安全的List，比 Vector 有更好的扩展性和兼容性。
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所有方法都是带同步对象锁的，和 Vector 一样，它不是性能最优的。
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在读多写少的情况，SynchronizedList这种集合性能非常差。
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java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList
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Java 1.5 开始加入，适合读多写少的情况。
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复制再写入，就是在添加元素的时候，先加锁，把原 List 列表复制一份，再添加新的元素，最后再释放锁。
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获取元素没有加锁，提高读取性能。
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java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet
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跟CopyOnWriteArrayList类似。
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添加元素的时候判断对象是否已经存在，不存在才添加进集合。
(7) 面试题
请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同？ 谈谈你的理解？ ArrayList底层是什么？扩容机制？ Vector和ArrayList的最大区别?
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ArrayList和LinkedList的异同
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二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。
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ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构， LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set， ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove， LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
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ArrayList和Vector的区别
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Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。
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Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。 Vector还有一个子类Stack。
3、Set接口
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Set接口是Collection的子接口， set接口没有提供额外的方法
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Set集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中，则添加操作失败。
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Set判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法
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Set有两个实现类：HashSet和TreeSet，HashSet有LinkedHashSet实现类
(1) HashSet
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大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。
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特点：
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不能保证元素的排列顺序
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HashSet 不是线程安全的
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集合元素可以是 null
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HashSet集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode()方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
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对于存放在Set容器中的对象， 对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码” 。如果不重写equals()和hashCode(Object obj)，HashSet可能存放相同值的对象。
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底层实现方式：
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jdk7：数组+链表，新增元素放到数组中，指向原来的元素。
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jdk8：数组+链表+红黑树，原来的元素在数组中，指向新增元素。
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向HashSet中添加元素的过程：
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当向 HashSet 集合中存入一个元素时， HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值， 然后根据 hashCode 值， 通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。 （这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标， 并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素， 越是散列分布，该散列函数设计的越好）
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如果两个元素的hashCode()值相等， 会再继续调用equals方法， 如果equals方法结果为true， 添加失败； 如果为false， 那么会保存该元素， 但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续链接。
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如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。（可能由于没有重写hashCode方法）
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扩容机制
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底层也是数组， 初始容量为16， 当如果使用率超过0.75， （16*0.75=12）就会扩大容量为原来的2倍。 （16扩容为32， 依次为64,128....等）
(2) hashCode()与equals()方法
hashCode()方法给对象返回一个hash code值。这个方法被用于hash tables，例如HashMap。
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性质
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在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。
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当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode()方法的返回值也应相等。
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对象中用作 equals() 方法比较的属性，都应该用来计算 hashCode 值。
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hashCode()的设计来源
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问题：要想保证元素不重复，可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢？
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这就是Object.equals方法了。但是，如果集合中现在已经有1000个元素，那么第1001个元素加入集合时，它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。
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于是，Java采用了哈希表的原理。哈希算法也称为散列算法，是将数据依特定算法直接指定到一个地址上，当集合要添加新的元素时，先调用这个元素的hashCode方法，就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。如果这个位置上没有元素，它就可以直接存储在这个位置上，不用再进行任何比较了；如果这个位置上已经有元素了，就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就散列其它的地址。所以这里存在一个冲突解决的问题。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了，几乎只需要一两次。
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hashCode系数为什么选择31？
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选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的“冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突）
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并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。
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31可以 由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。 （提高算法效率）
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31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除！ (减少冲突)
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结论
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equals()相等的两个对象，hashcode()一定相等；hashcode()相等的两个对象，equals()不一定相等。
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如果重写equals()了，就必须重写hasCode()，因为hasCode()能够提高比较的效率
(3) LinkedHashSet
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LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
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LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，每个元素都是双向链表节点，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
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LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet， 但对于频繁的遍历操作有很好的性能。
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LinkedHashSet 不允许集合元素重复。
(4) TreeSet
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TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类， TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。
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TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
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新增方法
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Comparator comparator()
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Object first()
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Object last()
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Object lower(Object e)
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Object higher(Object e)
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SortedSet subSet(fromElement, toElement)
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SortedSet headSet(toElement)
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SortedSet tailSet(fromElement)
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TreeSet 两种排序方法： 自然排序和定制排序。默认情况下， TreeSet 采用自然排序。
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自然排序：要在自定义类中实现Comparerable<T>接口 ，并且重写compareTo方法
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定制排序：在自定义类中实现Comparetor<t>接口，重写compare方法
4、Queue接口
(1) 没有实现的阻塞接口的
- LinkedList： 实现了java.util.Queue接口和java.util.AbstractQueue接口
- PriorityQueue：类实质上维护了一个有序列表。加入到 Queue 中的元素根据它们的天然排序（通过其 java.util.Comparable 实现）或者根据传递给构造函数的 java.util.Comparator 实现来定位。
- ConcurrentLinkedQueue：是基于链接节点的、线程安全的队列。并发访问不需要同步。因为它在队列的尾部添加元素并从头部删除它们，所以只要不需要知道队列的大小，ConcurrentLinkedQueue 对公共集合的共享访问就可以工作得很好。收集关于队列大小的信息会很慢，需要遍历队列。
(2) 实现阻塞接口的
阻塞的意思是如果队满加入或者对空输出都是需要需要等待，而非阻塞的并不用。
java.util.concurrent 中加入了 BlockingQueue 接口和五个阻塞队列类。它实质上就是一种带有一点扭曲的 FIFO 数据结构。不是立即从队列中添加或者删除元素，线程执行操作阻塞，直到有空间或者元素可用。
BlockingQueue 接口中的5个实现类：
- ArrayBlockingQueue ：一个由数组支持的有界队列。
- LinkedBlockingQueue ：一个由链接节点支持的可选有界队列。
- PriorityBlockingQueue ：一个由优先级堆支持的无界优先级队列。
- DelayQueue ：一个由优先级堆支持的、基于时间的调度队列。
- SynchronousQueue ：一个利用 BlockingQueue 接口的简单聚集（rendezvous）机制。
方法
- add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
- remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
- element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
- put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
- take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
- offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
- poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
- peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。
- LinkedBlockingQueue的容量是没有上限的（说的不准确，在不指定时容量为Integer.MAX_VALUE，不要然的话在put时怎么会受阻呢），但是也可以选择指定其最大容量，它是基于链表的队列，此队列按 FIFO（先进先出）排序元素。
- ArrayBlockingQueue在构造时需要指定容量， 并可以选择是否需要公平性，如果公平参数被设置true，等待时间最长的线程会优先得到处理（其实就是通过将ReentrantLock设置为true来 达到这种公平性的：即等待时间最长的线程会先操作）。通常，公平性会使你在性能上付出代价，只有在的确非常需要的时候再使用它。它是基于数组的阻塞循环队 列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
- PriorityBlockingQueue是一个带优先级的 队列，而不是先进先出队列。元素按优先级顺序被移除，该队列也没有上限（看了一下源码，PriorityBlockingQueue是对 PriorityQueue的再次包装，是基于堆数据结构的，而PriorityQueue是没有容量限制的，与ArrayList一样，所以在优先阻塞 队列上put时是不会受阻的。虽然此队列逻辑上是无界的，但是由于资源被耗尽，所以试图执行添加操作可能会导致 OutOfMemoryError），但是如果队列为空，那么取元素的操作take就会阻塞，所以它的检索操作take是受阻的。另外，往入该队列中的元 素要具有比较能力。
- DelayQueue（基于PriorityQueue来实现的）是一个存放Delayed 元素的无界阻塞队列，只有在延迟期满时才能从中提取元素。该队列的头部是延迟期满后保存时间最长的 Delayed 元素。如果延迟都还没有期满，则队列没有头部，并且poll将返回null。当一个元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一个小于或等于零的值时，则出现期满，poll就以移除这个元素了。此队列不允许使用 null 元素。
