一.概述
Java Collection Framework (JCF) 提供给我们一系列的类和接口,方便开发者处理集合对象.
在Java 2之前，Java是没有完整的集合框架的。它只有一些简单的可以自扩展的容器类，比如Vector，Stack，Hashtable等。这些容器类在使用的过程中由于效率问题饱受诟病，因此在Java 2中，Java设计者们进行了大刀阔斧的整改，重新设计，于是就有了现在的集合框架。需要注意的是，之前的那些容器类库并没有被弃用而是进行了保留，主要是为了向下兼容的目的，但我们在平时使用中还是应该尽量少用。
Java集合框架大部分在java.util包中,此外还有一系列的并发集合在java.util.concurrent包中.在Java 7之后添加了泛型机制,使集合框架中在运行时期可能出现的类型转换问题,提前到编译时期来检查.
二.整体框架
从上图可以看出,java集合框架主要分两大类型,一种是集合(Collection),另一种是图(Map),Collection我们可以理解为一个大小可变,提供各种操作数据方法的数组,而Map是一种key-value数据结构的集合.Java集合框架的通用实现类的都提供两个"标准"的构造方法,一个无参构造,一个用来初始化集合大小的有参构造,但这并不是java的强制规范,但是集合框架中所有的通用类都遵循这个规则.
Collection是存储一组对象的集合容器,它主要有以下三个接口子类
| List | 可以有重复元素的有序集合 |
| Set | 没有重复元素的集合,存储无序 |
| Queue | JDK 1.5后新添加的队列数据结构集合,主要是为了存储数据而设计的,而不是处理数据,适合做FIFO(先进先出) |
Map并不是一个真正意义上的集合（are not true collections），但是这个接口提供了三种“集合视角”（collection views ），使得可以像操作集合一样操作它们，具体如下：
- 把map的内容看作key的集合(Set<K> keySet())
- 把map的内容看作value的集合(Collection<V> values)
- 把map的内容看作key-value映射的集合(Set<Map.Entry<K,V>> entrySet())
三. 通用实现
集合框架具体实现子类,可由不同接口类型集合与不同数据结构组合而成
| 接口 | 哈希表 | 可变数组 | 平衡二叉树 | 链表 | 哈希表+链表 |
| List | ArrayList | LinkedList | |||
| Set | HashSet | TreeSet | LinkedHashSet | ||
| Deque | ArrayDeque | LinkedList | |||
| Map | HashMap | TreeMap | LinkedHashMap |
通用接口实现类支持接口中所有可选的数据操作,并且没有任何的限制.这些通用类都是非同步的,如果要在多线程环境下使用线程安全的同步集合,可以调用Collections中的静态同步封装器,它可以将非同步的集合封装成同步集合.此外这些实现都有fail-fast机制的迭代器,可以用来探测无效的并发修改,快速而简洁的抛出错误.详细的可见Java ConcurrentModificationException
此外,为了保证集合框架的核心接口易于管理,一些修改集合的操作方法在接口中是被设计为可选的,一些通用实现可以选择不支持此类操作方法,如果这些方法被调用的话,则会抛出UnsupportedOperationException,例如在AbstractList类中,调用有些方法,比如add(int,E)就会直接抛出UnsupportedOperationException异常,子类必须重写这个方法才能支持添加元素操作,否则就意味着这个子类是被设计为不可变集合.但是在java集合框架中所有的通用实现类都支持所有的元素操作方法.
1.1 HashSet
1.2 TreeSet
1.3 LinkedHashSet
四.Collections工具类
五.便利实现
六.聚合操作
七.并发集合