集合 OR 容器
通常我們會用數組去保存一些基本數據類型，數組是編譯器支持的類型，但是數組的一個明顯缺點就是具有固定尺寸，而在一般情況下，只有在程序運行的時候，我們才能知道要保存的具體數目。Java類庫提供了一套相當完善的容器框架（Collections Framework）來解決這個問題。其中基本的類型是List、Set、Queue和Map。這些對象類型也被稱爲集合類，但是由於Java中使用了Collection這個名稱指代該類庫的一個子集，所以一般使用更廣泛的術語“容器”來稱呼它們。
容器的基本任務是保存對象，更準確地說是保存對象的引用。但是各種容器的實現是存在很大差異的，沒有一種容器是絕對優秀地能夠適應所有的應用場景，所以我們需要了解各種容器的底層實現，然後根據實際的情況選擇合適的容器。
從下面的這張容器的分類圖中就能看到Collections Framework的龐大，而且這還不包括Queue接口的實現（PriorityQueue以及各種風格的BlockingQueue等）、ConcurrentMap接口實現、CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet、EnumSet和EnumMap、以及Collections工具類中的多個工具方法。
Java集合框架的基本接口/類層次結構：
java.util.Collection [I]
+--java.util.List [I]
+--java.util.ArrayList [C]
+--java.util.LinkedList [C]
+--java.util.Vector [C]
+--java.util.Stack
+--java.util.Set [I]
+--java.util.HashSet [C]
+--java.util.SortedSet [I]
+--java.util.TreeSet [C]
java.util.Map
+--java.util.SortedMap [I]
+--java.util.TreeMap [C]
+--java.util.Hashtable [C]
+--java.util.HashMap [C]
+--java.util.LinkedHashMap [C]
+--java.util.WeakHashMap [C]
[I]：接口
[C]：類 Java2容器類類庫的用途是“保存對象”，它分爲兩類：
Collection一組獨立的元素，通常這些元素都服從某種規則。List必須保持元素特定的順序，而Set不能有重複元素。
Map一組成對的“鍵值對”對象，即其元素是成對的對象，最典型的應用就是數據字典，並且還有其它廣泛的應用。另外，Map可以返回其所有鍵組成的Set和其所有值組成的Collection，或其鍵值對組成的Set，並且還可以像數組一樣擴展多維Map，只要讓Map中鍵值對的每個“值”是一個Map即可。
Collection是集合接口
Set子接口:無序，不允許重複。
List子接口:有序，可以有重複元素。
區別：Collections是集合類
同時，List還提供一個listIterator()方法，返回一個ListIterator接口對象，和Iterator接口相比，ListIterator添加了元素的添加，刪除和設定等方法，還能向前或向後遍歷。
Set和List具體子類：
Set
|————HashSet：以哈希表的形式存放元素，插入刪除速度很快。
List
|————ArrayList：動態數組。
|————LinkedList：鏈表、隊列、堆棧。
Vector是一種老的動態數組，是線程同步的，效率很低，一般不贊成使用。
Interface接口規範
Collections Framework定義了一些接口規範，那些常用的容器都會繼承某些接口規範，每一種接口都對應給出相應的抽象類，如果類庫提供的容器不能很好地完成你指定的任務，你可以擴寫這些抽象類的子類，定製自己的容器。
Collection接口
僅僅表示一組對象的集合，而沒有指定對象的存放次序，以及能否包含重複元素，Collection接口自身還繼承了Iterator接口。 下面要說的很多容器都實現了Collection接口，包括List、Set、Queue、Deque等接口。需要注意的是，同爲容器的Map沒有實現Collection接口。 Collection接口定義了容器最基本的一些特性，包含以下的接口方法定義：
size方法：返回容器中元素的個數
contains方法：返回容器中是否包含某個元素
iterator方法：返回容器的迭代器
add方法：用於向容器中添加元素
remove方法：用於刪除容器中的元素
clear方法：清空容器中的元素
toArray方法：將容器類轉成相應的對象數組
List接口
List繼承於Collection接口，表示一個有序容器，容器內的元素會按照加入的順序有序地存放，允許出現重複的元素，可以基於元素位置的訪問。List接口在Collection接口的基礎上加上了以下方法的定義：
get方法：獲取指定位置的元素
set方法：將指定位置設置成指定的元素
indexOf方法：獲取指定元素在容器中的位置
listIterator方法：返回ListIterator類型的迭代器
subList方法：根據區間位置，獲取容器的子容器
List接口的常見實現類有ArrayList、LinkedList、Vector等。
Set接口
繼承於Collection接口，特點是不能存放相同的元素，對有序性沒有要求，Set接口中的方法定義基本和Collection接口一致，沒有加入新的方法定義。
常見的Set接口的實現有HashSet、SortedSet接口
Queue接口
繼承於Collection接口，是一個被定義用來存放一系列等待進行某個過程元素的容器，除了一些基本的容器操作，Queue隊列還提供了一些額外的插入、提取和檢查的操作。
Queue接口中定義以下的方法：
add方法：將指定的元素插入此隊列（如果立即可行且不會違反容量限制），在成功時返回 true，如果當前沒有可用的空間，則拋出 IllegalStateException。
offer方法：將指定的元素插入此隊列（如果立即可行且不會違反容量限制），當使用有容量限制的隊列時，此方法通常要優於 add(E)，後者可能無法插入元素，而只是拋出一個異常。
peek方法：獲取但不移除此隊列的頭；如果此隊列爲空，則返回 null。
pool方法：獲取並移除此隊列的頭；如果此隊列爲空，則返回 null。
remove方法：獲取並移除此隊列的頭。
包括Deque、BlockingQueue接口都直接繼承於Queue接口
Map接口
是一個關於key（鍵）和value（值）的映射集合，每一個key對應一個value。
Map接口中定義的一些基本方法：
size方法：返回容器中元素的個數
put方法：向容器中加入元素
remove方法：刪除容器中元素
isEmpty方法：判斷容器是否爲空
contains方法：判斷容器是否包含指定元素
clear方法：清除容器中的元素
keySet方法：返回Map的key集合，是Set類型的
實現了Map接口的一些類：HashMap、Hashtable、WeakHashMap、SynchronizedMap、ConcurrentMap接口等
Deque接口
繼承於Queue接口，在JDK1.6中被加入，也叫做雙端隊列，即可以在隊列的兩端進行插入和提取操作。Deque接口在Queue接口的基礎上，加上了addFirst、addLast、offerFirst、offerLast等方法，分別表示這些操作可以在兩端進行。
常見的Deque的實現類：ArrayDeque、ConcurrentLinkedDeque、LinkedList、BlockingDeque等。
Collections Framework中還包含一些其他的接口，但基本由上述接口擴展而來，如SortedSet、SortedMap、BlockingQueue、BlockingDeque、ConcurrentMap等。
通用的一些實現類
類庫提供了一些非常有用的基於上述接口的容器實現類，並且能夠很好地勝任日常開發中的大部分場景。
HashSet
爲快速查找而設計的Set，存入HashSet的對象必須定義hashCode()。基於Set接口的Hash表的實現，比較全面地實現了Set接口。元素在容器中的順序是無序的，底層是基於HashMap的實現，key表示set容器中的值，value都是一個相同的對象，HashMap的put方法。
TreeSet
保持次序的Set，底層爲樹結構。使用它可以從Set中提取有序的序列。基於紅黑樹實現，繼承於NavigableSet接口，NavigableSet也就是SortedSet的擴展，具有了爲給定搜索目標報告最接近匹配項的導航方法。
LinkedHashSet
具有HashSet的查詢速度，且內部使用鏈表維護元素的順序(插入的次序)。於是在使用迭代器遍歷Set時，結果會按元素插入的次序顯示。
ArrayList
實現了List接口，底層基於數組實現，對元素的隨機訪問速度較快，但是插入和刪除操作速度較慢。ListIterator只應該用來由後或向前遍歷ArrayList，而不是用來插入和刪除元素，因爲這比LinkedList開銷要大很多。
LinkedList
實現了List接口和Deque接口，底層是雙重鏈表實現。當通過隊列使用時，LinkedList表現爲一個FIFO隊列。對順序訪問進行了優化，向LinkedList中間插入與刪除的開銷不大，隨機訪問則相對較慢(可用ArrayList代替)。它具有方法addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()，這些方法(沒有在任何接口或基類中定義過)使得LinkedList可以當作堆棧、隊列和雙向隊列使用。
ArrayDeque
實現了Deque，是Deque接口一個非常高效的基於數組的實現。
PriorityQueue
是一個基於優先級堆的無界優先級隊列。
HashMap
基於哈希表的 Map 接口的實現。此實現提供所有可選的映射操作，並允許使用 null 值和 null 鍵。（除了不同步和允許使用 null 之外，HashMap 類與 Hashtable 大致相同。）此類不保證映射的順序，特別是它不保證該順序恆久不變。
TreeMap
它實現SortedMap 接口的基於紅黑樹的實現。此類保證了映射按照升序順序排列關鍵字，根據使用的構造方法不同，可能會按照鍵的類的自然順序進行排序（Comparable），或者按照創建時所提供的比較器（Comparator）進行排序。
LinkedHashMap
Map接口的哈希表和鏈表實現，具有可預期的迭代順序。
包裝實現類
在java.util.Collections工具類中提供了一系列的靜態內部類容器，這些內部類也實現了Collection接口，並且具有各自的特性，可以分爲以下三類：
Collections.unmodifiableInterface：返回指定Interface類型的容器，但是不允許用戶去修改它們。相當於原來容器的一個不能修改的視圖。
Collections.synchronizedInterface：返回指定interface類型的容器，但是是線程安全的。
Collections.checkedInterface：返回指定interface的一個動態類型安全視圖。試圖插入一個錯誤類型的元素將導致立即拋出ClassCastException。
基於特定目的的實現
WeakHashMap
我們說容器是用來保存對象的，更準確地說是用來保存對象的引用，如果一個長生命週期的容器，保持着一個無用對象的引用，就會造成GC無法回收。weakHashMap以弱鍵實現的基於哈希表的Map。在 WeakHashMap 中，當某個鍵不再正常使用時，將自動移除其條目。更精確地說，對於一個給定的鍵，其映射的存在並不阻止垃圾回收器對該鍵的丟棄，這就使該鍵成爲可終止的，被終止，然後被回收。丟棄某個鍵時，其條目從映射中有效地移除，因此，該類的行爲與其他的Map實現有所不同。
IdentityHashMap
此類利用哈希表實現Map接口，比較鍵（和值）時使用引用相等性代替對象相等性。換句話說，在 IdentityHashMap 中，當且僅當 (k1==k2) 時，才認爲兩個鍵 k1 和 k2 相等。
CopyOnWriteArrayList
ArrayList的一個線程安全的變體，其中所有可變操作（add、set 等等）都是通過對底層數組進行一次新的複製來實現的，一般需要很大的開銷。
CopyOnWriteArraySet
內部使用CopyOnWriteArrayList的Set。
EnumSet
與枚舉類型一起使用的專用的Set實現。枚舉 set 中所有鍵都必須來自單個枚舉類型，該枚舉類型在創建 set 時顯式或隱式地指定。
EnumMap
與枚舉類型一起使用的專用的Map實現。枚舉映射中所有鍵都必須來自單個枚舉類型，該枚舉類型在創建映射時顯式或隱式地指定。枚舉映射在內部表示爲數組。此表示形式非常緊湊且高效。
線程安全類
下面是線程安全的同步的類：
Vector：就比ArrayList多了個同步化機制（線程安全）。
Statck：堆棧類，先進後出。
Hashtable：就比HashMap多了個線程安全。
Enumeration：枚舉，相當於迭代器。
除了這些之外，其他的都是非線程安全的類和接口。
線程安全的類其方法是同步的，每次只能一個訪問。是重量級對象，效率較低。對於非線程安全的類和接口，在多線程中需要程序員自己處理線程安全問題。
用於併發用的實現類
ConcurrentLinkedQueue
一個基於鏈接節點的無界的線程安全的隊列，按照FIFO原則對元素進行排序。
ConcurrentHashMap
支持獲取的完全併發和更新的所期望可調整併發的哈希表，是基於非阻塞實現的。
LinkedBlockingQueue
一個基於已鏈接節點的、範圍任意的blocking queue，也是按照FIFO排序元素。
PriorityBlockingQueue
一個帶有優先級的阻塞隊列的實現。
其他的併發容器可以在java.util.concurrent包下面找到。
迭代器
迭代器是一種設計模式，它是一個對象，它可以遍歷並選擇序列中的對象，而開發人員不需要了解該序列的底層結構。迭代器通常被稱爲“輕量級”對象，因爲創建它的代價小。
Java中的Iterator功能比較簡單，並且只能單向移動：
(1) 使用方法iterator()要求容器返回一個Iterator。第一次調用Iterator的next()方法時，它返回序列的第一個元素。
(2) 使用next()獲得序列中的下一個元素。
(3) 使用hasNext()檢查序列中是否還有元素。
(4) 使用remove()將迭代器新返回的元素刪除。
Iterator是Java迭代器最簡單的實現，爲List設計的ListIterator具有更多的功能，它可以向前或向後遍歷List，也可以從List中插入、刪除和設定元素。
