List、Set、Map的区别和关系

三者的关系图：

一、超级接口

Iterable：

该接口中会返回一个迭代器，实现该接口的类都能作为forEach的对象。

二、Collection：继承了Iterable接口，并且可以被以下类实现。

collection是集合listst和set的接口。

（一）List接口（有序）

1、LinkedList实现类：

注：A、LinkedList底层使用双向链表实现的，因此它对于数据的增加删除操作效率较ArrayList要高；

       B、对数据的查询需要操作指针，所以查询操作效率较低；

       C、LinkedList不是线程安全的；

       D、数据可重复；

2、ArrayList实现类：

底层是用数组实现的，并且默认长度（容量）为10：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

注：A、ArrayList底层是用数组实现的，通过索引下标可以快速的查到数据，所以它对数据的查询操作效率高的多；

       B、ArrayList不是线程安全的。

       C、数据可重复性

3、vector：

注：A、vector是线程安全的；

       B、数据可重复

       C、通过数组来实现的，但是效率一般比ArrayList低，如果不考虑线程安全问题，一般使用ArrayList

（二）Set接口（无序）

1、HashSet实现类：

注：A、HashSet不是线程安全的；

       B、HashSet允许有空值；

       C、HashSet中不允许有相同值得存在；

2、TreeSet实现类：

注：A、TreeSet是线程不安全的

       B、该类实现了SortedSet接口，通过Comparator或者Comparable维护了一个排序顺序（二叉树）。

3、LinkedHashSet类：

注：A、通过数据的插入顺序对其进行顺序存储。

三、Map

Map只是一个接口，不是collection的子接口或者实现类，它是以键值对的形式进行存储的。

1、Map接口的一些实现类：

HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和HashTable。

2、HashMap：

A、HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现，允许使用null值和null键，但不保证映射的顺序。

B、底层使用数组实现，数组中每一项是个单向链表，即数组和链表的结合体；当链表长度大于一定阈值时，链表转换为红黑树，这样减少链表查询时间。

C、HashMap在底层将key-value当成一个整体进行处理，这个整体就是一个Node对象。HashMap底层采用一个Node[]数组来保存所有的key-value对，当需要存储一个Node对象时，会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Node时，也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Node。

D、HashMap进行数组扩容需要重新计算扩容后每个元素在数组中的位置，很耗性能

E、采用了Fail-Fast机制，通过一个modCount值记录修改次数，对HashMap内容的修改都将增加这个值。迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的expectedModCount，在迭代过程中，判断modCount跟expectedModCount是否相等，如果不相等就表示已经有其他线程修改了Map，马上抛出异常

3、HashTable：

A、Hashtable是基于哈希表的Map接口的同步实现，不允许使用null值和null键

B、底层使用数组实现，数组中每一项是个单链表，即数组和链表的结合体

C、Hashtable在底层将key-value当成一个整体进行处理，这个整体就是一个Entry对象。Hashtable底层采用一个Entry[]数组来保存所有的key-value对，当需要存储一个Entry对象时，会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置，在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个Entry时，也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置，再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。

D、synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占

4、TreeMap：

A、底层是二叉树的结构

B、线程不同步