一个多月前，作者和一些小伙伴决定做一系列的 Java 知识点常见重要问题的小册，方便用来夯实基础！小册的标准就一个，那就是：取精华，取重点。每一本小册，我们都会充分关注我们所总结的知识点是否达到这个标准。

昨天晚上终于把 Java 集合框架部分的的知识点肝完了，转换成 PDF 一共 25 页，直接“看UP主主页关键词添加”即可获得PDF版的免费领取方式。（提供夜间阅读版）

很多小伙伴可能会问这个和《JavaGuide面试突击》不是不冲突了么？我都看了 《JavaGuide面试突击》，为啥还有这个，还嫌我头发不够少么，草，作者你可真坏！

实际上，两者是不冲突的。 首先，两者的内容在很大程度上都是一样的。但是，《Java 知识点常见重要问题的小册》的话知识点会稍微更加全面一点，更加适合自己系统复习知识，而《JavaGuide面试突击》更加适合准备面试。

集合概述

Java 集合概览

从下图可以看出，在 Java 中除了以 Map 结尾的类之外， 其他类都实现了 Collection 接口。

并且，以 Map 结尾的类都实现了 Map 接口。

说说 List,Set,Map 三者的区别？

List(对付顺序的好帮手)：存储的元素是有序的、可重复的。

Set(注重独一无二的性质): 存储的元素是无序的、不可重复的。

Map(用 Key 来搜索的专家): 使用键值对（kye-value）存储，类似于数学上的函数 y=f(x)，“x”代表 key，"y"代表 value，Key 是无序的、不可重复的，value 是无序的、可重复的，每个键最多映射到一个值。

集合框架底层数据结构总结

先来看一下 Collection 接口下面的集合。

List

Arraylist：Object[]数组

Vector：Object[]数组

LinkedList：双向链表(JDK1.6 之前为循环链表，JDK1.7 取消了循环)

Set

HashSet（无序，唯一）: 基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素

LinkedHashSet：LinkedHashSet 是 HashSet 的子类，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的 LinkedHashMap 其内部是基于 HashMap 实现一样，不过还是有一点点区别的

TreeSet（有序，唯一）：红黑树(自平衡的排序二叉树)

再来看看 Map 接口下面的集合。

Map

HashMap：JDK1.8 之前 HashMap 由数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）。JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为 8）（将链表转换成红黑树前会判断，如果当前数组的长度小于 64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间

LinkedHashMap：LinkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，LinkedHashMap 在上面结构的基础上，增加了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作，实现了访问顺序相关逻辑。详细可以查看：《LinkedHashMap 源码详细分析（JDK1.8）》

Hashtable：数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的

TreeMap：红黑树（自平衡的排序二叉树）

如何选用集合?

主要根据集合的特点来选用，比如我们需要根据键值获取到元素值时就选用 Map 接口下的集合，需要排序时选择 TreeMap,不需要排序时就选择 HashMap,需要保证线程安全就选用 ConcurrentHashMap。

当我们只需要存放元素值时，就选择实现Collection 接口的集合，需要保证元素唯一时选择实现 Set 接口的集合比如 TreeSet 或 HashSet，不需要就选择实现 List 接口的比如 ArrayList 或 LinkedList，然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。

为什么要使用集合？

当我们需要保存一组类型相同的数据的时候，我们应该是用一个容器来保存，这个容器就是数组，但是，使用数组存储对象具有一定的弊端， 因为我们在实际开发中，存储的数据的类型是多种多样的，于是，就出现了“集合”，集合同样也是用来存储多个数据的。

数组的缺点是一旦声明之后，长度就不可变了；同时，声明数组时的数据类型也决定了该数组存储的数据的类型；而且，数组存储的数据是有序的、可重复的，特点单一。但是集合提高了数据存储的灵活性，Java 集合不仅可以用来存储不同类型不同数量的对象，还可以保存具有映射关系的数据

Iterator 迭代器

迭代器 Iterator 是什么？

public interface Iterator {
    //集合中是否还有元素
    boolean hasNext();
    //获得集合中的下一个元素
    E next();
    ......
}

Iterator 对象称为迭代器（设计模式的一种），迭代器可以对集合进行遍历，但每一个集合内部的数据结构可能是不尽相同的，所以每一个集合存和取都很可能是不一样的，虽然我们可以人为地在每一个类中定义 hasNext() 和 next() 方法，但这样做会让整个集合体系过于臃肿。于是就有了迭代器。

迭代器是将这样的方法抽取出接口，然后在每个类的内部，定义自己迭代方式，这样做就规定了整个集合体系的遍历方式都是 hasNext()和next()方法，使用者不用管怎么实现的，会用即可。迭代器的定义为：提供一种方法访问一个容器对象中各个元素，而又不需要暴露该对象的内部细节。

迭代器 Iterator 有啥用？

Iterator 主要是用来遍历集合用的，它的特点是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出
ConcurrentModificationException 异常。

如何使用？

我们通过使用迭代器来遍历 HashMap，演示一下 迭代器 Iterator 的使用。

Map map = new HashMap();
map.put(1, "Java");
map.put(2, "C++");
map.put(3, "PHP");
Iterator iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
  Map.Entry entry = iterator.next();
  System.out.println(entry.getKey() + entry.getValue());
}

有哪些集合是线程不安全的？怎么解决呢？

我们常用的 Arraylist ,LinkedList,Hashmap,HashSet,TreeSet,TreeMap，PriorityQueue 都不是线程安全的。解决办法很简单，可以使用线程安全的集合来代替。

如果你要使用线程安全的集合的话， java.util.concurrent 包中提供了很多并发容器供你使用：

ConcurrentHashMap: 可以看作是线程安全的 HashMap

CopyOnWriteArrayList:可以看作是线程安全的 ArrayList，在读多写少的场合性能非常好，远远好于 Vector.

ConcurrentLinkedQueue:高效的并发队列，使用链表实现。可以看做一个线程安全的 LinkedList，这是一个非阻塞队列。

BlockingQueue: 这是一个接口，JDK 内部通过链表、数组等方式实现了这个接口。表示阻塞队列，非常适合用于作为数据共享的通道。

ConcurrentSkipListMap :跳表的实现。这是一个Map，使用跳表的数据结构进行快速查找。

Collection 子接口之 List

Arraylist 和 Vector 的区别?

ArrayList 是 List 的主要实现类，底层使用 Object[ ]存储，适用于频繁的查找工作，线程不安全 ；

Vector 是 List 的古老实现类，底层使用 Object[ ]存储，线程安全的。

Arraylist 与 LinkedList 区别?

是否保证线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；

底层数据结构： Arraylist 底层使用的是 Object 数组；LinkedList 底层使用的是 双向链表 数据结构（JDK1.6 之前为循环链表，JDK1.7 取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别，下面有介绍到！）

插入和删除是否受元素位置的影响： ① ArrayList 采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如：执行add(E e)方法的时候， ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾，这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话（add(int index, E element)）时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。② LinkedList 采用链表存储，所以对于add(E e)方法的插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，近似 O(1)，如果是要在指定位置i插入和删除元素的话（(add(int index, E element)） 时间复杂度近似为o(n))因为需要先移动到指定位置再插入。

是否支持快速随机访问： LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)方法)。

内存空间占用： ArrayList 的空 间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间，而 LinkedList 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 ArrayList 更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。

补充内容:双向链表和双向循环链表

双向链表： 包含两个指针，一个 prev 指向前一个节点，一个 next 指向后一个节点。

双向循环链表： 最后一个节点的 next 指向 head，而 head 的 prev 指向最后一个节点，构成一个环。

补充内容:RandomAccess 接口

public interface RandomAccess {
}

查看源码我们发现实际上 RandomAccess 接口中什么都没有定义。所以，在我看来 RandomAccess 接口不过是一个标识罢了。标识什么？标识实现这个接口的类具有随机访问功能。

在 binarySearch（) 方法中，它要判断传入的 list 是否 RamdomAccess 的实例，如果是，调用indexedBinarySearch()方法，如果不是，那么调用iteratorBinarySearch()方法

    public static 
    int binarySearch(List