Java Collections Framework是Java提供的對集合進行定義，操作，和管理的包含一組介面，類的體系結構。

Collection介面

    Collection是最基本的集合介面，一個Collection代表一組Object的集合，這些Object被稱作Collection的元素。

    所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式：無引數的建構函式用於建立一個空的Collection，有一個Collection引數的建構函式用於建立一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後一個建構函式允許使用者複製一個Collection。

List介面

    List繼承自Collection介面。List是有序的Collection，使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。使用者能夠使用索引（元素在List中的位置，類似於陣列下標）來訪問List中的元素，這類似於Java的陣列。

    跟Set集合不同的是，List允許有重複元素。對於滿足e1.equals(e2)條件的e1與e2物件元素，可以同時存在於List集合中。當然，也有List的實現類不允許重複元素的存在。

    除了具有Collection介面必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個ListIterator介面，和標準的Iterator介面相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許新增，刪除，設定元素，還能向前或向後遍歷。

    實現List介面的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類

    LinkedList實現了List介面，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆疊（stack），佇列（queue）或雙向佇列（deque）。

    注意LinkedList沒有同步方法。如果多個執行緒同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在建立List時構造一個同步的List：

List list =Collections.synchronizedList(new LinkedList(...)); 

ArrayList類

    ArrayList實現了可變大小的陣列。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。

size，isEmpty，get，set方法執行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數，新增n個元素需要O(n)的時間。其他的方法執行時間為線性。

    每個ArrayList例項都有一個容量（Capacity），即用於儲存元素的陣列的大小。這個容量可隨著不斷新增新元素而自動增加，但是增長演算法並沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以呼叫ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

    和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Vector類

    Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，雖然和ArrayList建立的 Iterator是同一介面，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被建立而且正在被使用，另一個執行緒改變了Vector的狀態（例如，新增或刪除了一些元素），這時呼叫Iterator的方法時將丟擲ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類

    Stack繼承自Vector，實現一個後進先出的堆疊。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆疊使用。基本的push和pop方 法，還有peek方法得到棧頂的元素，empty方法測試堆疊是否為空，search方法檢測一個元素在堆疊中的位置。Stack剛建立後是空棧。

Set介面

    Set繼承自Collection介面。Set是一種不能包含有重複元素的集合，即對於滿足e1.equals(e2)條件的e1與e2物件元素，不能同時存在於同一個Set集合裡，換句話說，Set集合裡任意兩個元素e1和e2都滿足e1.equals(e2)==false條件，Set最多有一個null元素。

     因為Set的這個制約，在使用Set集合的時候，應該注意：

    1，為Set集合裡的元素的實現類實現一個有效的equals(Object)方法。

    2，對Set的建構函式，傳入的Collection引數不能包含重複的元素。

    請注意：必須小心操作可變物件（Mutable Object）。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態導致Object.equals(Object)=true將導致一些問題。

HashSet類

    此類實現 Set 介面，由雜湊表（實際上是一個 HashMap 例項）支援。它不保證集合的迭代順序；特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用 null 元素。

    HashSet不是同步的，需要用以下語句來進行S同步轉換：

            Sets = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));

Map介面

    Map沒有繼承Collection介面。也就是說Map和Collection是2種不同的集合。Collection可以看作是（value）的集合，而Map可以看作是（key，value）的集合。

    Map介面由Map的內容提供3種類型的集合檢視，一組key集合，一組value集合，或者一組key-value對映關係的集合。

Hashtable類

    Hashtable繼承Map介面，實現一個key-value對映的雜湊表。任何非空（non-null）的物件都可作為key或者value。

    新增資料使用put(key,value)，取出資料使用get(key)，這兩個基本操作的時間開銷為常數。

Hashtable 通過initial capacity和load factor兩個引數調整效能。通常預設的load factor 0.75較好地實現了時間和空間的均衡。增大load factor可以節省空間但相應的查詢時間將增大，這會影響像get和put這樣的操作。

Hashtable是同步的。

HashMap類

    HashMap和Hashtable類似，不同之處在於HashMap是非同步的，並且允許null，即null value和null key。，但是將HashMap視為Collection時（values()方法可返回Collection），其迭代子操作時間開銷和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的效能相當重要的話，不要將HashMap的初始化容量設得過高，或者load factor過低。

WeakHashMap類

    WeakHashMap是一種改進的HashMap，它對key實行“弱引用”，如果一個key不再被外部所引用，那麼該key可以被GC回收。

對集合操作的工具類

    Java提供了java.util.Collections，以及java.util.Arrays類簡化對集合的操作

    java.util.Collections主要提供一些static方法用來操作或建立Collection，Map等集合。

java.util.Arrays主要提供static方法對陣列進行操作。

Queue

    Queue用於模擬"佇列"這種資料結構(先進先出 FIFO)。佇列的頭部儲存著佇列中存放時間最長的元素，佇列的尾部儲存著佇列中存放時間最短的元素。新元素插入(offer)到佇列的尾部，訪問元素(poll)操作會返回佇列頭部的元素，佇列不允許隨機訪問佇列中的元素。結合生活中常見的排隊就會很好理解這個概念

PriorityQueue

        PriorityQueue並不是一個比較標準的佇列實現，PriorityQueue儲存佇列元素的順序並不是按照加入佇列的順序，而是按照佇列元素的大小進行重新排序，這點從它的類名也可以　　　　看出來

Deque

        Deque介面代表一個"雙端佇列"，雙端佇列可以同時從兩端來新增、刪除元素，因此Deque的實現類既可以當成佇列使用、也可以當成棧使用

 ArrayDeque

            是一個基於陣列的雙端佇列，和ArrayList類似，它們的底層都採用一個動態的、可重分配的Object[]陣列來儲存集合元素，當集合元素超出該陣列的容量時，系統會在底層重新分配一個Object[]陣列來儲存集合元素

總結

    如果涉及到堆疊，佇列等操作，應該考慮用List，對於需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。

    如果程式在單執行緒環境中，或者訪問僅僅在一個執行緒中進行，考慮非同步的類，其效率較高，如果多個執行緒可能同時操作一個類，應該使用同步的類。

    在除需要排序時使用TreeSet,TreeMap外,都應使用HashSet,HashMap,因為他們 的效率更高。

    要特別注意對雜湊表的操作，作為key的物件要正確複寫equals和hashCode方法。

    容器類僅能持有物件引用（指向物件的指標），而不是將物件資訊copy一份至數列某位置。一旦將物件置入容器內，便損失了該物件的型別資訊。

    儘量返回介面而非實際的型別，如返回List而非ArrayList，這樣如果以後需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端程式碼不用改變。這就是針對抽象程式設計。

注意：

1、Collection沒有get()方法來取得某個元素。只能通過iterator()遍歷元素。

2、Set和Collection擁有一模一樣的介面。

3、List，可以通過get()方法來一次取出一個元素。使用數字來選擇一堆物件中的一個，get(0)...。(add/get)

4、一般使用ArrayList。用LinkedList構造堆疊stack、佇列queue。

5、Map用 put(k,v) /get(k)，還可以使用containsKey()/containsValue()來檢查其中是否含有某個key/value。

      HashMap會利用物件的hashCode來快速找到key。

6、Map中元素，可以將key序列、value序列單獨抽取出來。

使用keySet()抽取key序列，將map中的所有keys生成一個Set。

使用values()抽取value序列，將map中的所有values生成一個Collection。

為什麼一個生成Set，一個生成Collection？那是因為，key總是獨一無二的，value允許重複。