Java集合框架汇总

1. HashMap是一个最常用的Map，它根据键的HashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。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不支持线程的同步，即任意时刻可以有多个线程同时写HashMap；可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力，或者使用ConcurrentHashMap。
   1）HashMap的默认大小为16，即桶数组的默认长度为16。
   2）HashMap的默认装载因子为0.75。
   3）HashMap内部的桶数组存储的是Entry对象，也就是键值对对象。
   4）构造器支持指定初始容量和装载因子，为避免数组扩容带来的性能问题，建议根据需求指定初始容量。装载因子尽量不要修改，0.75是个比较靠谱的值。
   5）桶数组的长度始终是2的整数次方（大于等于指定的初始容量），这样做可以减少冲突概率，提高查找效率。
   6）HashMap接受null键。
   7）HashMap不允许键重复，但是值可以重复，若键重复，那么新值会覆盖旧值。
   8）HashMap通过链表法解决冲突问题，每个Entry都有一个next指针指向下一个Entry，冲突元素（不是键相同，而是hash值相同）会构成一个链表。
   9）当容量超过阈值（threshold为16*0.75）时，会发生扩容，扩容后的数组是原数组的两倍。扩容操作需要开辟新数组，并对原数组中所有键值对重新散列，非常耗时。我们应该尽量避免HashMap扩容。
   10）HashMap非线程安全。

2. Hashtable与HashMap类似，它继承自Dictionary类，不同的是，它不允许记录的键或者值为空；它支持线程的同步即任意时刻只有一个线程能写Hashtable，因此也导致了Hashtable在写入时会较慢；和HashMap一样，Hashtable取得数据的顺序也是无序的。
   1）Hashtable是线程安全的类（HashMap非线程安全）。
   2）Hashtable并不允许键和值为空（null），若为空，会抛出空指针（HashMap可以）。
   3）Hashtable不允许键重复，若键重复，则新插入的值会覆盖旧值（同HashMap）。
   4）Hashtable同样是通过链表法解决冲突的。
   5）Hashtable根据hashcode计算索引时将hashcode值先与上0x7FFFFFFF，折是为了保证hash值始终为正数。
   6）Hashtable的容量为任意正数（最小为1），而HashMap的容量始终为2的n次方。Hashtable默认容量为11，HashMap的默认容量为16。
   7）Hashtable每次扩容，新容量为旧容量的2倍加2，而HashMap为旧容量的2倍。
   8）Hashtable和HashMap默认负载因子都为0.75。

3. LinkedHashMap
   1)LinkedHashMap继承自HashMap，具有HashMap的大部分特性，比如支持null键和值，默认容量为16，装载因子为0.75，非线程安全等等。
   2）LinkedHashMap通过设置accessOrder控制遍历顺序是按照插入顺序（默认为false）还是按照访问顺序。当accessOrder为true时,可以利用其完成LRU缓存的功能。
   3）LinkedHashMap内部维护了一个双向循环链表，并且其迭代操作是通过链表完成的，而不是去遍历hash表。

4. TreeMap实现SortMap接口，取出来的是排序后的键值对。但如果您要按自然顺序（默认，但是传入的类必须实现comparable借口，否则抛出ClassCastException）或自定义顺序（传入比较器）遍历键，那么TreeMap会更好。
   1）TreeMap的实现基于红黑树。
   2）TreeMap不允许插入null键，但允许null值。
   3）TreeMap线程不安全。
   4）插入结点时，若键重复，则新值覆盖旧值。
   5）TreeMap要求Key必须实现Comparable接口，或者初始化时传入Comparator比较器。
   6）遍历TreeMap得到的结果集是有序的（中序遍历）；（红黑树是一种二叉排序树，而且是平衡树，中序遍历结果就是自然排序结果）。
   7）TreeMap的各项操作的平均时间复杂度为O（logn）。

5. HashSet，TreeSet，LinkedHashSet分别建立了一个对应的HashMap，TreeMap，LinkedHashMap的实例，value存放的是同一个new Object（），方法完全调用对应Map的方法。

6. StringBuffer和StringBuilder
   1）StringBuilders jdk1.5引进的，而StringBuffer在1.0就有了。
   2）StringBuilder和StingBuffer都是可变的字符串，可以通过append或者insert等方法修改串的内容。
   3）StingBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是，因而在多线程的环境下优先使用StringBuffer，而其他情况下推荐使用StringBuilder，因为它更快。
   4）StringBuilder和StringBuffer都继承自AbstractStingBuilder类，AbstractStringBuilder主要实现了扩容、append、inset方法，StringBuilder和StringBuffer的相关方法都直接调用的父类。
   5）StringBuilder和StringBuffer的初始容量都是16，程序员尽量手动设置初始值，以避免多次扩容所带来的性能问题。
   6）StringBuilder和StringBuffer的扩容机制：首先试着将当前数组容量扩充为原数组容量的2倍加上2，如果这个新容量仍然小于预定的最小值（minimunCapacity），那么久将新容量定为（minimumCapacity），最后判断是否溢出，若溢出，则将容量定位整型的最大值0x7fffffff。

7. ArrayList
   1）ArrayList内部是通过一个Object数组实现的，当数组填满之后会根据需要进行扩容
   2）最好预估ArrayList的大小，并设置其初始容量，以避免不必要的扩容所造成的性能问题。
   3）ArrayList的初始容量是10，ArrayList每次扩容都将容量变为原来的1.5倍，若还小于所需的最小值，那么直接分配容量为所需值。
   4）ArrayList线程不安全，允许空（null）的元素。
   5）ArrayList内部有两个内部类，分别实现Iterator和ListIterator，定义了迭代的规则。

8. LinkedList
   1）LinkedList内部通过双向链表实现。
   2）LinkedList线程不安全，支持null元素。
   3）LinkedList插入删除元素较方便，但是查找操作较耗时（对比ArrayList），虽然内部进行的优化（根据位置选择顺序还是逆序遍历，小于size>>2从头开始顺序查找，否则从末尾开始查找）。
   4）LinkedList内部同样通过内部类的形式实现了迭代器（仅实现了ListIterator，iterator方法返回的也是ListIterator对象）。
   5）LinkedList实现了Deque接口，可以当成栈，队列，双端队列来使用。

9. Vector和Stack
   1）Vector是线程安全的类而ArrayList不是；
   2）Vector的扩容基于扩容增量，若扩容增量不为0。每次扩容的大小都为原始容量加上扩容增量，若扩容增量为0，也就是默认的情况下，扩容大小为元素容量的两倍。
   3）Vector默认大小为10。
   4）Vector支持null（ArrayList也可以）。
   5）Vector出来可以使用listIterator和iterator遍历集合，也可以使用Enumeration的方法遍历。
   6）Stack类继承了Vector，并封装了栈的操作，同时也是一个线程安全的类。
   7）从性能上看，推荐使用ArrayList和LinkedList而不使用Vector和Stack。

   8)HashSet:底层实现是一个HashMap，把值存在map的key上，value存的是一个object对象，就是说底层的HashMap中value都是一样的。
   9）LinkedHashSet：基于HashSet，底层实现是一个LinkedHashMap，通过equals()方法比较两个对象是否相等，初始容量16，加载因子0.75。
   使用链表维护数据的顺序，所以说是有序的，不重复的，对象都是存在底层map的key上，所有允许有且只有一个对象为null。

Collection和Collections的区别
java.util.Collection 是一个集合接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式。
java.util.Collections 是一个包装类。它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。此类不能实例化，就像一个工具类，服务于Java的Collection框架。

转自：http://svenliu.blog.163.com/blog/static/262873054201681743834691/

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ArrayMap:他用两个数组来模拟Map，第一个数组存放存放item的hash值，第二数组是把key，value连续的存放在数组里，通过先算hash在第一个数组里找到它的hash index，根据这个index在去第二个数组里找到这个key-value。

在这里，在第一个数组里查找hash index的方法当然是用二分查找啦（binary search）。

这个数据结构的设计就做到了，有多个item我就分配多少内存，做到了memory的节约。并且因为数据结构是通过数组组织的，所以遍历的时候可以用index直接遍历也是很方便的有没有！但是缺点也很明显，查找达不到HashMap O(1)的查找时间。

当要存储的对象较少的时候（1000以下的时候）可以考虑用ArrayMap来减少内存的占用。