Java集合总结大全--史上最强

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List接口与接口实现类

有序、不唯一

• ArrayList

• 内部是通过数组实现的，允许对元素进行快速随机访问。
• 当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。
• 适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。

• LinkedList

• LinkedList 是用链表结构存储数据的。
• 很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。
• 有List 接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

• Vector（线程安全）

• 通过数组实现的。
• 默认情况下 Vector 每次扩容时容量都会翻倍.
• 支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写 Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问 ArrayList 慢 。

• CopyOnWriteArrayList

• 写操作在一个复制的数组上进行，读操作还是在原始数组中进行，读写分离，互不影响。
• 写操作需要加锁，防止并发写入时导致写入数据丢失。
• 写操作结束之后需要把原始数组指向新的复制数组。
• 在写操作的同时允许读操作，大大提高了读操作的性能，因此很适合读多写少的应用场景。
• 内存占用：在写操作时需要复制一个新的数组，使得内存占用为原来的两倍左右
• 数据不一致：读操作不能读取实时性的数据，因为部分写操作的数据还未同步到读数组中。

Set接口与接口实现类

无序、不可重复

• HashSet

• 哈希表边存放的是哈希值。
• HashSet这个类实现了Set集合，实际为一个HashMap的实例。
• HashSet 存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序。而是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。元素的哈希值是通过元素的hashcode 方法来获取的, HashSet 首先判断两个元素的哈希值，如果哈希值一样（哈希冲突，也叫哈希碰撞），接着会比较equals 方法 如果 equls 结果为 true，HashSet 就视为同一个元素。如果 equals 为 false 就不是同一个元素。HashSet 通过 hashCode 值来确定元素在内存中的位置。 一个 hashCode 位置上可以存放多个元素。

• LinkedHashSet

• 能保证怎么存就怎么取的set集合对象。
• LinkedHashSet是一个哈希表和链表的结合，且是一个双向链表。
• LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素。
• 继承与 HashSet，其所有的方法操作上又与 HashSet 相同

• TreeSet

• TreeSet是使用二叉树的原理对新添加的对象按照指定的顺序排序（升序、降序），每增加一个对象都会进行排序，将对象插入的二叉树指定的位置。
• Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序，而自定义类的对象是不可以的， 自己定义的类必须实现 Comparable 接口，并且覆写相应的 compareTo()函数，才可以正常使用。
• 在覆写 compare()函数时，要返回相应的值才能使 TreeSet 按照一定的规则来排序。
• 比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数。

Map接口与接口实现类

不能包含重复的键、每个键最多只能映射到一个值

• LinkedHashMap

• 迭代顺序可以是插入顺序
• Key和Value都允许空，Key重复会覆盖、Value允许重复。
• LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用 Iterator 遍历
• LinkedHashMap 时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。

• HashMap

• HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。
• HashMap 最多只允许一条记录的键为 null，允许多条记录的值为 null。
• HashMap 非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap，可能会导致数据的不一致。
• 如果需要满足线程安全，可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使
  HashMap 具有线程安全的能力，或者使用 ConcurrentHashMap。

• TreeMap

• TreeMap 实现 SortedMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用 Iterator 遍历 TreeMap 时，得到的记录是排过序的。如果使用排序的映射，建议使用 TreeMap。
• key 必须实现 Comparable 接口或者在构造 TreeMap 传入自定义的Comparator，否则会在运行时抛出 java.lang.ClassCastException 类型的异常。

• Hashtable（线程安全）

• Hashtable 是遗留类，很多映射的常用功能与 HashMap 类似，
• 承自 Dictionary 类
• 是线程安全的，任一时间只有一个线程能写 Hashtable。
• 并发性不如 ConcurrentHashMap，因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。 Hashtable 不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用 HashMap 替换，需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换

• ConcurrentHashMap 线程安全（Segment 继承 ReentrantLock 加锁）

• ConcurrentHashMap 和 HashMap 思路是差不多的，
• 支持并发操作。
• 整个 ConcurrentHashMap 由一个个 Segment 组成， Segment 代表”部分“或”一段“的意思，所以很多地方都会将其描述为分段锁。注意，行文中，我很多地方用了“槽”来代表一个segment。

线程安全处理方法

//Collections.synchronized***()

List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> synList = Collections.synchronizedList(list);

Map<String,String> map = new HashMap<>();
Map<String,String> synMap = Collections.synchronizedMap(map);

Set<String> set = new HashSet<>();
Set<String> synset = Collections.synchronizedSet(set);

ArrayList、LinkedList和Vector的区别

• ArrayList: 可以看作是能够自动增长容量的数组。
• ArrayList底层的实现是Array, 数组扩容实现。
• ArrayList根据下标查询快，但是根据值查数据速度和LinkList一样。
• ArrayList线程不安全，效率高

• LinkList是一个双链表,在添加和删除元素时具有比ArrayList更好的性能。
• LinkList线程不安全，效率高

• Vector底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
• Vector线程安全，效率低

HashMap和HashTable的区别

• HashMap是线程不安全的，所以效率远远高于Hashtable，当需要多线程操作的时候可以使用线程安全的ConcurrentHashMap，ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的，但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为ConcurrentHashMap使用了分段锁，并不对整个数据进行锁定。
• HashMap：key可以为null，但是这样的key只能有一个，因为必须保证key的唯一性可以有多个key值对应的value为null。

• Hashtable是线程安全的，它的每个方法上都有synchronized 关键字。
• Hashtable：key和value都不能为null。

List、Set、Map三者的区别

• List：有序、不唯一
• Set ：无序、唯一
• Map：不能包含重复的键、每个键最多只能映射到一个值、元素存储循序是无序的、以键值对存储数据

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