Java集合

集合类存放在java.util包中，主要有三种：set（集），list（列表包括Queue）和map（映射）。

1. Collection：Collection是集合List、Set、Queue的最基本的接口。

2. Iterator：迭代器，可以通过迭代器遍历集合中的数据。

3. Map：是映射表的基础接口 。

一、ArrayList（数组）

ArrayList内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。

缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。

二、LinkedList(链表)

LinkedList是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，它还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

三、HashMap（数组+链表+红黑树）

HashMap根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。HashMap最多只允许一条记录的键为null，允许多条记录的值为null。

HashMap非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全，可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使 HashMap 具有线程安全的能力，或者使用 ConcurrentHashMap。

HashMap源码解析——HashMap.hsah(Object key)

关键变量

HashMap源码解析——resize

JAVA 7 实现

HashMap里面是一个数组，然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中，每个绿色的实体是嵌套类Entry 的实例，Entry包含四个属性：key, value, hash值和用于单向链表的next。

1. capacity：当前数组容量，始终保持 2^n，可以扩容，扩容后数组大小为当前的 2 倍。

2. loadFactor：负载因子，默认为 0.75。

3. threshold：扩容的阈值，等于capacity * loadFactor 。

JAVA 8 实现

Java 8 对 HashMap 进行了一些修改，最大的不同就是利用了红黑树，所以其由数组+链表+红黑树组成。
根据 Java 7 HashMap 的介绍，我们知道，查找的时候，根据 hash 值我们能够快速定位到数组的 具体下标，但是之后的话，需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决于链表的长度，为 O(n)。为了降低这部分的开销，在Java8 中，当链表中的元素超过了8个以后， 会将链表转换为红黑树，在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(log N)。