Java集合框架

      Java集合框架包括很多集合类：

      List: ArrayList， LinkedList， Vector， Stack
      Set: HashSet， LinkedHashSet， TreeSet
      Queue: PriorityQueue， ArrayDeque
      Map: HashMap， LinkedHashMap， TreeMap， HashTable， WeakHashMap

      并发 
      List: CopyOnWriteArrayList
      Set: CopyOnWriteArraySet， ConCurrentSkipListSet
      Queue: ArrayBlockingQueue， LinkedBlockingQueue， DelayQueue， PriorityBlockingQueue， SynchronousQueue，             ConcurrentLinkedQueue
      Map: ConcurrentHashMap， ConcurrentSkipListMap

      Collections: synchronizedList， synchronizedMap， synchronizedSet， synchronizedSortedMap， synchronizedSortedSet，     synchronizedNavigableMap， synchronizedNavigableSet

      下面介绍各个类的具体内容。

①ArrayList

      底层实现：数组
      初始容量：10
      扩容：1.5倍。因为如果一次扩容太大，可能会浪费更多的内存，而如果一次性扩容太小，需要多次对数组重新分配内存，对性能消耗比较严重。
      modCount作用：在多线程操作过程中发现modCount不一致并抛出错误，即fail-fast机制。

      注意：数组存放的是元素的引用，而不是元素本身。

②LinkedList

      底层实现：双向链表

③Vector

      底层实现：数组
      初始容量：10
      扩容：2倍。可指定扩容增量。
      线程安全
      对于 Vector 整个的扩容过程，就是根据 capacityIncrement 确认扩容大小的，若 capacityIncrement <= 0 则扩大一倍，否则扩大至 capacityIncrement 。当然这个容量的最大范围为 Integer.MAX_VALUE即，2^32 – 1，所以 Vector 并不是可以无限扩充的。

④stack

      底层实现：继承Vector
      线程安全

⑤HashMap

      底层实现：数组+列表
      初始容量：16
      默认加载因子：0.75
      扩容：2倍
      线程不安全
      容量表示哈希表中桶的数量，初始容量是创建哈希表时的容量，加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度，它衡量的是一个散列表的空间的使用程度，负载因子越大表示散列表的装填程度越高，反之愈小。

      查找一个元素的平均时间是 O(1+a)，因此如果负载因子越大，对空间的利用更充分，然而后果是查找效率的降低；如果负载因子太小，那么散列表的数据将过于稀疏，对空间造成严重浪费。

       HashMap 保存数据的过程为：当我们向一个 HashMap 中添加一对 key-value 时，系统首先会计算 key 的 hash 值，然后根据 hash 值确认在 table 中存储的位置。若该位置没有元素，则直接插入。否则迭代该处元素链表并依此比较其 key 的 hash 值。如果两个 hash 值相等且 key 值相等 (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))),则用新的 Entry 的 value 覆盖原来节点的 value。如果两个 hash 值相等但 key 值不等 ，则将该节点插入该链表的链头。
       HashMap的初始容量总设为2的n次方， 是因为当 length = 2^n 时，不同的 hash 值发生碰撞的概率比较小，这样就会使得数据在 table 数组中分布较均匀，查询速度也较快。

       HashMap的数组table用了transient修饰，也就是说table里面的内容全都不会被序列化，因为HashMap是基于HashCode的，HashCode作为Object的方法，是native的，这意味着的是，HashCode和底层实现相关，不同的虚拟机可能有不同的HashCode算法，Java采取了重写自己序列化table的方法，在writeObject选择将key和value追加到序列化的文件最后面，而在readObject的时候重构HashMap数据结构。

⑥HashSet

      底层实现：基于HaspMap
      HashSet 中的所有元素都是保存在 HashMap 的 key 中，value 则是使用的 PRESENT 对象，该对象为 static final。

⑦HashTable

      底层实现：
      初始容量：11
      加载因子：0.75
      扩容：2倍+1
      线程安全
      put 方法的整个处理流程是：计算 key 的 hash 值，根据 hash 值获得 key 在 table 数组中的索引位置，然后迭代该 key 处的 Entry 链表（我们暂且理解为链表），若该链表中存在一个这个的 key 对象，那么就直接替换其 value 值即可，否则在将改 key-value 节点插入该 index 索引位置处。

HashMap和HashTable的区别：

      （1）HashMap是非线程安全的，Hashtable所有对外提供的方法都使用了synchronized，也就是同步，HashTable是线程安全的。
      （2）HashMap允许key和value可以为null，而HashTable不允许。
      （3）由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。
      （4）HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。
      （5）HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。
      （6）容量和扩容大小都不一致。

⑧LinkedHashMap

      底层实现：散列表+双向链表
      非线程安全
    LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，它保留插入的顺序，如果需要输出的顺序和输入时的相同，那么就选用 LinkedHashMap。

⑨CopyOnWriteArrayList

      顾名思义，Write的时候总是要Copy，也就是说对于CopyOnWriteArrayList，任何可变的操作（add、set、remove等等）都是伴随复制这个动作的。

      ·底层实现：数组
      ·是否允许为空：允许
      ·是否允许重复数据：允许
      ·是否有序：有序
      ·是否线程安全：线程安全

      一次add大致经历了几个步骤：
      1、加锁
      2、拿到原数组，得到新数组的大小（原数组大小+1），实例化出一个新的数组来
      3、把原数组的元素复制到新数组中去
      4、新数组最后一个位置设置为待添加的元素（因为新数组的大小是按照原数组大小+1来的）
      5、把Object array引用指向新数组
      6、解锁
     插入、删除、修改操作都是一样，每一次的操作都是以对Object[] array进行一次复制为基础的。CopyOnWriteArrayList的缺点，就是修改代价十分昂贵，每次修改都伴随着一次的数组复制。CopyOnWriteArrayList适用于读操作远多于修改操作的并发场景中。

⑩TeeMap

      增删改查log(n)
      统计性能long(n)
      非线程安全
      key不允许为空，value允许为空 
      key重复会覆盖，value允许重复