Java集合类和容器类

1.集合类和容器类的继承关系图：

说明：上图来自互联网，如有侵权，请告之，我将注明原始作者或删除该图。

上图只列出了图中类的一些主要继承和实现关系，并不精确，只表示了大概的关系，有些父接口并没有在图中画出，以及有写继承关系跨过了中间的某些类，图中让它直接继承了间接父类。

2.对各个集合类的一些说明：

    1.Collection是集合的父类，但是JDK不提供直接继承自Collection的集合类让用户使用，而是提供继承自Collection子接口List和Set的集合类让用户使用。   

    2.List和Set的区别，List提供了随机访问的方法，内部元素是有序的，并且允许为空；而实现Set接口的类，内部元素是无序的，并且最多只能有一个null元素，并且放入Set中的元素必须不相等，就是要满足e1.equals(e2)==false，另外必须小心操作可变对象，当Set中的可变对象被操作后使得Set中有两个元素满足了e1.equals(e2)==true时就会发生一些问题。

    3.ArrayList类。ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。

    4.LikedList。它内部的结构是基于链表的。LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList实现了Deque<E>, Queue<E>接口，提供额外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。所以LinkedList可以用来实现队列操作。它也是非同步的。

    5.Vector。它与ArrayList非常相似，但是Vector是同步的。

    6.HashSet。它内部是使用Hash表来存放元素的，通过HashMap来实现的。元素是无序的。

    7.TreeSet。它内部结构是基于红黑树的，内部元素是有序的。插入、删除等操作是

3.对各个容器类的一些说明：

    1.容器的父接口是Map，它提供了键值对的数据结构。

    2.HashMap。跟HashSet相似，它也是基于Hash函数的，所以作为HashMap的键值的类，必须重写hash和equals方法。它是非同步的，允许null的key和null的value。

    3.Hashtable。它也是实现Map的一个子类，它跟HashMap非常相似，但是Hashtable是同步的，并且不允许有null的key和null的value。

    4.TreeMap。内部结构是基于红黑树的，内部的键值集合是有序的，可以进行基于有序的相关操作，其他操作跟HashMap相似。

    5.WeakHashMap。该类与HashMap相似，只是它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。

4.Collections类：

    1.这是一个工具类，它的静态方法一般用来处理集合容器类，或者用来生产集合容器类。Collections.synchronizedXXX()方法可以从非同步的集合容器类获得同步的集合容器类。

5.Arrays类：

    1.Arrays类提供了很多处理数组相关的静态方法，如数组的查找、比较、排序等操作。另外该类还提供了一个静态方法，将数组转换成List，该方法就是

Arrays.asList(T ... array);

6.同步的集合类以及容器类（Synchronized）：

    1.一般的集合类和容器类都是非同步的（除了Vector和Hashtable以及它们的子类），如果用在多线程环境下必须自己写有关同步的代码。JDK中为我们提供了与一般集合容器类相应的同步类，SynchronizedCollection<E>、SynchronizedList<E>、SynchronizedMap<E>、SynchronizedSet<E>、SynchronizedSortedSet<E>、SynchronizedMap<E>，这些类都是Collections类中的静态内部类，通过Collections.synchronizedXXX()方法就可以获得相关的同步集合容器类，并且得到的同步类与作为参数的非同步类共享数据空间，当在同步类中对集合或者容器做出修改，在非同步的类中能同步感受到。例如：

List< String> list = new LinkedList<>();list.add("one");List<String> list1 = Collections.synchronizedList(list);list1.remove(0);System.out.println(list.size());

上述代码输出结果为0.

7.并发的集合类以及容器类：

    1.同步集合或容器中，基本上在内部是使用synchronized来实现的，而且一个类中所有的方法使用的是同一个锁对象，在很多这会造成性能上的问题。另外，有一些复合操作，需要保持原子性，如获取最后一个元素（代码见下面），而同步类这时候就做不到了，所以这时候要考虑使用并发类了，并发类位于java.util.concurrent中。

/***获取最后一个元素*/public static Object getLast(Vector list) {      int lastIndex = list.size() - 1;      return list.get(lastIndex);  }  

    2.并发容器有ConcurrentHashMap，它采用更细粒度的锁，被称为分段锁，允许一定数量的线程并发的修改它，能够提供高并发的性能。

    3.还有一些有用的适用于某些并发场合的集合类，CopyOnWriteArrayList等。

    4.在这里只要Java中存在同步集合容器和并发集合容器类就可以了，当遇到多线程的情况或者要求并发的情况下，再去找相关的合适的同步或并发的集合容器类。