在使用Java语言开发时，绕不开对集合的使用，因此，对集合的掌握是非常有必要的。除此之外，Java的集合框架设计也能看出一些数据结构的设计思想，对开发的进阶是很有帮忙的。
一、集合框架概述
谈Java集合框架，基本上绕不开一张图，如下：
从上图可以看出，Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是Collection，存储元素集合；另一种是Map，存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等。
将这些子接口或实现类用一个简单的图来表示，如下：
二、Collection接口
2.1 List
使用List存储的特点：元素有序、可重复。常用的实现方式：ArrayList、Vector和LinkedList。
| 具体实现 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| ArrayList | 底层数据结构是数组，查询快，效率高 | 增删慢， 线程不安全 |
| Vector | 底层数据结构是数组，查询快，线程安全 | 增删慢，效率低 |
| LinkedList | 底层数据结构是链表，增删快，效率高 | 查询慢， 线程不安全 |
ArrayList是一个动态数组，随着容器中的元素不断增加，容器的大小也会随着增加。同时由于ArrayList底层是数组实现，所以可以随机访问元素。
Vector与ArrayList类似，不过是同步的，因此Vector是线程安全的动态数组。此外， Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。
LinkedList是一个双向链表，LinkedList不能随机访问，增删元素比较方便。
2.2 Set
使用Set存储的特点与List相反：元素无序、不可重复。常用的实现方式：HashSet、LinkedHashSet和TreeSet。
| 具体实现 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| HashSet | 底层数据结构是哈希表，可以存储null元素，效率高 | 线程不安全，需要从重写hashCode()和equals()来保证元素唯一性 |
| LinkedHashSet | 底层数据结构是链表和哈希表(链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性)，效率高 | 线程不安全 |
| TreeSet | 底层数据结构是二叉树，元素唯一且已经排好序 | 需要重写hashCode和equals()来保证元素唯一性 |
在使用Set存储数据时，为保障元素唯一性，常常要重写hashCode。重写hashCode方法时，尽量遵循以下原则：
1>相同的对象返回相同的hashCode值
2>不同的对象返回不同的hashCode值，否则，就会增加冲突的概率
3>尽量的让hashCode值散列开（用异或运算可使结果的范围更广）
HashSet中没有重复元素，底层由HashMap实现，不保证元素的顺序(此处的没有顺序是指：元素插入的顺序与输出的顺序不一致)，HashSet允许使用null 元素，HashSet是非同步的。
LinkedHashSet继承自HashSet，其底层是基于LinkedHashMap来实现的，有序，非同步。
TreeSet底层是基于TreeMap实现的，所以元素有序。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。当我们构造TreeSet时，若使用不带参数的构造函数，则TreeSet的使用自然比较器；若用户需要使用自定义的比较器，则需要使用带比较器的参数。TreeSet是非同步的。
自然排序要求元素必须实现Compareable接口，并重写里面的compareTo()方法，元素通过比较返回的int值来判断排序序列，返回0说明两个对象相同；比较器排需要在TreeSet初始化是时候传入一个实现Comparator接口的比较器对象，或者采用匿名内部类的方式new一个Comparator对象，重写里面的compare()方法。
在使用Set存储元素时，元素虽然无放入顺序，但Set的底层实现其实是Map，元素在Set中的位置是有该元素的HashCode决定的，所以其位置其实是固定的。
至于具体使用哪个集合时，参考如下：
在List和Set两个分支中，ArrayList和HashSet是对应分支中适应性最广的，两者再比较，ArrayList则适用性更广一些。也就是说如果要确定用List，但不确定用哪种List，就可以使用ArrayList；如果确定用Set，但不确定用哪种Set，就可以使用HashSet。如果只知道用集合，就用ArrayList。
三、Map接口
Map由一系列键值对组成的集合，提供了key到Value的映射。在Map中它保证了key与value之间的一一对应关系，即一个key对应一个value，所以不能存在相同的key值，value值可以相同。
常用的Map有：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和HashTable。
| 具体实现 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| HashMap | 基于哈希表实现，查询快，效率高 | 元素存储时无序，非线程安全 |
| LinkedHashMap | 基于哈希表和链表实现，可以保留元素插入时的顺序 | 非线程安全 |
| TreeMap | 存储的元素有序 | 非线程安全 |
| HashTable | 线程安全，不允许null值 | 效率低 |
至于具体使用哪个Map时，参考如下：
在Map中，HashMap是对应分支中适应性最广的。也就是说如果要确定用Map，但不确定用哪种Map，就可以使用HashMap。
四、相似集合的比较
4.1>ArrayList和LinkedList
1>ArrayList基于动态数组，LinkedList基于链表。
2>对于随机访问操作，ArrayList绝对优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3>对于增删操作，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
4.2>HashTable和HashMap
1>同步性:HashTable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程序不安全的，不是同步的 (如果需要同步，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力)。
2>效率:HashTable效率最低，HashMap效率最高 。
3>对null值的处理：HashMap的key、value都可为null，不过HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为Null。；HashTable的key、value都不可为null 。
4>支持的遍历种类不同：HashMap只支持Iterator遍历。而Hashtable支持Iterator和Enumeration两种方式遍历。
4.3>LinkedHashMap和TreeMap
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时用带参数，按照应用次数排序。
TreeMap实现SortMap接口，内部实现是红黑树。能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。TreeMap不允许key的值为null。非同步的。
4.4>HashSet、LinkedHashSet和TreeSet
当向HashSet结合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据 hashCode值来决定该对象在HashSet中存储位置。简单的说，HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法返回值也相等。
LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的，也就是说，当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。
LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时，性能比HashSet好，但是插入时性能稍微逊色于HashSet。
TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。向TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。
TreeSet判断两个对象不相等的方式是两个对象通过equals方法返回false，或者通过CompareTo方法比较没有返回0。
五、从类名看特点
以下内容可以作为快速判断一种集合特点的参考：
Array***:底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
Linked***:底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
Hash***:底层数据结构是哈希表，元素相同与否取决于两个方法：hashCode()和equals()。
Tree***:底层数据结构是二叉树，元素比较的两种方式：自然排序和比较器排序。