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前言

哈喽，大家好，我是 DanMu。在 Java 开发中，集合类对象绝对是被使用最频繁的对象之一。因此，深入了解集合类对象的底层数据结构和原理，选择合适的集合类型能够极大程度上的影响程序的性能。在本文中，将先对 Java 中的集合类对象做一个整体的梳理，在后续文章中对重要的集合对象进行具体分析。

知识体系

在 Java 的集合体系中，由两个主要的根接口，Collection 和 Map，并再次基础上衍生出若干种不同的集合类型。

Java 集合体系的演变

实际上，在 Java 开发之初，还没有集合的概念。在 JDK 1.2 之前，Java 的标准容器是 Arrays、Vectors和 Hashtables。所有这些集合都没有通用接口。因此，它们都作为 Java 存放对象的容器，但所有这些集合的实现都是独立定义的，彼此之间没有关联。这导致使用者需要单独记忆不同容器的不同方法，比如下面这个例子：

class CollectionDemo {public static void main(String[] args){// Creating instances of the array,// vector and hashtableint arr[] = new int[] { 1, 2, 3, 4 };Vector<Integer> v = new Vector();Hashtable<Integer, String> h = new Hashtable();// Adding the elements into the// vectorv.addElement(1);v.addElement(2);// Adding the element into the// hashtableh.put(1, "hi");h.put(2, "hi");// Array instance creation requires [],// while Vector and hastable require ()// Vector element insertion requires addElement(),// but hashtable element insertion requires put()// Accessing the first element of the// array, vector and hashtableSystem.out.println(arr[0]);System.out.println(v.elementAt(0));System.out.println(h.get(1));// Array elements are accessed using [],// vector elements using elementAt()// and hashtable elements using get()}
}

上面这些集合（Array、Vector 和 Hashtable）没有统一的标准方法，我们很难编写适用于所有类型集合的算法。并且大多数 Vector 类都被 final 修饰，这意味着不能通过扩展 Vector 类来实现额外的功能。因此在 JDK 1.2 版本中引入了全新设计的集合框架（Collection Framework），其中原有的方法虽然得到了保留，但是大部分已经不被使用。

Collection

容器主要包括 Collection 和 Map 两种，Collection 存储着对象的集合，而 Map 以<Key, Value> 的形式存储着键值对(两个对象)的映射表。

List

ArrayList

底层基于数组实现，在容量不足时可以实现自动扩容，并且支持随机访问。

Vector

和 ArrayList 类似，但它是线程安全的，现在几乎已经废弃。

LinkedList

基于双向链表实现，只能顺序访问，但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。并且 LinkedList 还实现了栈、队列和双向队列的接口。

Queue

LinkedList

可以用它来实现双向队列的链表形式实现。

PriorityQueue

优先级队列，基于堆结构实现，可以用它来实现大/小顶堆。

Set

HashSet

基于 HashMap 实现，支持快速查找，但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息，也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。

TreeSet

基于红黑树实现，支持有序性操作，例如根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSet，HashSet 查找的时间复杂度为 O(1)，TreeSet 则为 O(logN)。

LinkedHashSet

具有 HashSet 的查找效率，且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。

Map

HashMap

基于哈希表实现。

TreeMap

基于红黑树实现。

HashTable

和 HashMap 类似，但它是线程安全的，但是其性能远远低于 ConcurrentHashMap，已经废弃。

LinkedHashMap

使用双向链表来维护元素的顺序，顺序为插入顺序或者最近最少使用(LRU)顺序。

ConcurrentHashMap

严格来说，ConcurrentHashMap 属于java.util.concurrent中得到实现，但是它常常与 HashMap 进行对比，因此把它也加入这里。ConcurrentHashMap 具有和 HashMap 相同的功能，但是提供了线程安全的实现。

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