说到Java的集合框架，最先会想到Collection和Collections，之后再是Collection的具体实现如有继承关系的List
（一）基础概念
集合统称Collection，是Java API里一个重要的接口，在Java各种开发中发挥巨大作用。其下的具体实现由List
List、Set和Map的区别：
前两者与Map的区别显而易见，前两者属于单个元素级别的存储，而Map是键值对的存储方式。那么List和Set的区别呢？在不分析源码的情况下，可以先理解为List采用线性结构存储，元素可以为null。Set采用离散存储方式，不允许存储值为null的元素且存储的元素不能重复。在接下来的文章中对List、Set和Map源码分析便可以看出他们的显著区别和联系。
Collection和Collections的区别：
这种问题属于集合框架送分题，一般问这种题的面试官要么是带你预热（好人啊！），要么就是不懂Java（比如腾讯的面试官）。Collection是集合类List和Set的父接口，规定了集合的通用方法，不同子类的具体实现略有不同。Collections是集合工具类，提供了一系列static方法辅助操作，常用的有排序sort()、转化为线程安全的synchronizedXXX()等。
（二）集合类源码分析之ArrayList
List类中，Chuck主要讲解ArrayList和LinkedList两个具有代表性也最常用的List集合。首先，ArrayList采用的是Object数组的形式存放元素，由于是数组形式存放，其随机访问的性能优异，但可能会存在空间浪费，并且在不断插入过程中会调整数组大小。
以下是给出的ArrayList类的定义：
public class ArrayList extends AbstractList
implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
继承自AbstractList
ArrayList中的两大核心属性：
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
* will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
transient Object[] elementData;// non-private to simplify nested class access
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*@serial
*/
private int size;
Object类型的数组elementData和size，前者是ArrayList对象存储的容器，从注解中可以看出，数组创建采用懒加载的方式，只有在第一次插入元素时才创建。后者是当前存储的元素个数，除了通过size()方法获取集合大小，size属性在很多时候会有用到。
构造函数
//直接指定大小的方式创建
publicArrayList(intinitialCapacity) {
if(initialCapacity > 0) {
this.elementData = newObject[initialCapacity];
}else if(initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}else{
throw newIllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
//未指定大小创建
publicArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
//传入集合的方式创建
publicArrayList(Collection c) {
elementData = c.toArray();
if((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if(elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}else{
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
无论哪种方式，源代码都很通俗易懂，指定大小的情况下，要做的就是验证传入参数是否合法，实际上就是对代码鲁棒性的保证，合法则创建数组，否则抛出异常即可。
而未传入初始大小的情况下，老版本中调用this(10)的方式创建初始大小为10的Object数组。Chuck的jdk 1.8中将elementData赋值为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}
可见1.8中的改变是创建一个空数组。
传入集合初始化的方式其实就是将原有集合转化为数组，通过Arrays.copyOf()函数赋值给新数组直接初始化。
其实一般情况下讲到这里就已经挺长时间了，如此细致的理解已经不错了，但ArrayList中常用的add()方法是整个类中比较复杂且开发中最常用到的方法，在此给出深入的讲解：
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1);// Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
ensureCapacityInternal(size + 1)方法顾名思义，因为要插入新元素了集合的大小肯定会+1，所以该函数的作用就是验证插入新元素是否会超出数组大小限制，若会超出则先进性扩容再进行插入。
private void ensureCapacityInternal (int minCapacity) {
if(elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
这里注意，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA是前文在未传入初始大小情况下进行构造是的空Object数组，这里将对elementData进行初始化，DEFAULT_CAPACITY是一个值为10的int型常量，如果之前是未传入初始大小构造集合，就在这步构造一个大小为10的Object数组。
ensureExplicitCapacity()函数又是什么作用？
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if(minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
modCount是ArrayList的一个int型属性，很多方法里都会有它的自增操作，其实就是记录ArrayList备操作次数的一个变量。函数中判断如果当前规模小于需求的规模，调用grow函数。
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
intoldCapacity = elementData.length;
intnewCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if(newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if(newCapacity -MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
扩容过程也不难，先试图将数组变为原先的1.5倍，若还达不到预期的大小就直接指定为预期大小即可，之后就是数组的新建和复制操作，不再赘述。再把目光返回add()函数，接下来只需要插入新元素并返回即可。
add()函数算是整个ArrayList中比较复杂的业务流程了，其它函数addAll()，remove()等就请各位读者感兴趣的话自行学习。以上知识点对付ArrayList类的面试题绰绰有余。接下来的文章中还将谈到另一个List的代表类LinkedList。