集合

集合在我们的日常开发中所使用的次数简直太多了，你已经把它们都用的熟透了，但是作为一名合格的程序员，你不仅要了解它的基本用法，你还要了解它的源码；存在即合理，你还要了解它是如何设计和实现的，你还要了解它的衍生过程。
这篇博客就来详细介绍一下 Collection这个庞大集合框架的家族体系和成员，让你了解它的设计与实现。

是时候祭出这张神图了

Collection集合框架

爷爷辈接口——Iterator

Iterable 接口

List<Object> list = new ArrayList();
for(Object obj : list){}

除了实现此接口的对象外，数组也可以用for-each循环遍历：

Object[] list = new Object[10];
for(Object obj : list){}

顶层接口

Collection是一个顶层接口，主要用来定义集合的约定

List接口也是一个顶层接口，继承了Collection，同时也是ArrayList、LinkedList等集合元素的父类

Set接口与List接口同级别，也继承了Collection，提供了额外的规定。对add、equals、hashCode方法提供了额外的标准。

Queue是List、Set接口以外的Collection的三大接口之一。Queue的设计用来在处理之前保持元素的访问次序。除了Collection基础的操作之外，队列提供了额外的插入，读取，检查操作。

SortedSet接口直接继承于Set接口，使用Comparable对元素进行自然排序或者使用Comparator在
创建时对元素提供定制的排序规则。set的迭代器将按升序元素顺序遍历集合。

Map是一个支持key-value存储的对象，Map不能包含重复的key,每个键最多映射一个值。这个接口代替了Dictionary类，Dictionary是一个抽象类而不是接口。

ArrayList

ArrayList 是实现了List接口的可扩容数组(动态数组)，内部是在数组的基础上实现的

ArrayList可以替代Vector，但是ArrayList不是线程安全的容器。当有多个线程中至少有两个修改了ArrayList的结构，就会导致线程安全问题，可以使用线程安全的List替代：

Collections.synchronizedList

线程安全：当多个线程访问某个方法时，不管通过怎样的调用方式或者无论线程如何交替的执行，在主程序中不需要去做任何的同步，这个类的结果行为都是我们设想的正确行为，那么我们就可以说这个类是线程安全的

什么是线程安全-知乎回答

4种解决线程安全问题的方式

ArrayList支持fail-fast机制

fail-fast 机制是Java集合(Collection)中的一种错误机制。 在用迭代器遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的结构进行了修改（增加、删除），则会抛出Concurrent Modification Exception（并发修改异常）

什么是fail-fast机制

Vector

ArrayList内部是在数组的基础上实现的,Vector是一个线程安全的容器，对内部每个方法，避免出现线程安全问题的解决方法都是直接加锁。

这种方法的缺点是同步开销大，访问效率远低于ArrayList

在扩容时ArrayList扩容后数组长度只增加50%，而Vector的扩容会扩大一倍长度。

LinkedList类

-  LinkedList是一个双向链表，允许存储任何元素(包括null)，它有以下特性：  
    - LinkedList所有操作都是双向的，索引到链表的操作将遍历从头到尾，从距离近的那一头开始遍历
    - 只有这个链表外部加锁后，通过LinkedList实现的方法才是线程安全的，如果多个线程并发访问链表，并且至少其中一个线程修改了链表结构，这个链表必须进行外部加锁，或者使用：

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