Java学习之路：集合（Collection）
前言
这篇的主要内容是Java基础中最重要的东西 —> 集合。
集合框架是 Java 编程中使用最频繁、最方便的。而且，无论是在日常开发，还是在面试中，这个知识点是非常重要的。
集合框架主要分为 Colletion 和 Map，这次先说说 Colletion。
一、集合（Collection）
1.1 简介
Collection 接口是所有集合的根。（在这里我们先把 Map 排除，虽然在概念上，我们会把 Map 作为集合框架的一部分，但它本身并不是真正的集合。）
下面是 Collection 的框架结构图：
我们可以看到，Collection 接口提供了三大类集合，分别是 List（有序集合）、Set（不可重复的无序集合）、Queue（队列）。每种集合的通用逻辑，都会被抽象到相应的抽象类之中，比如 AbstractList 就集中了各种 List 操作的通用部分。
1.2 Colletion 基本功能
通过查看 Collection 接口源码可以知道，里面有许多方法是针对集合的基础操作，例如：添加、删除、获取等。下面选取部分功能来进行说明一下：
获取功能：
- size(): 获取元素个数
- iterator(): 获取迭代器
- stream(): 获取一个顺序流
- parallelStream(): 获取一个并行流
判断功能：
- isEmpty(): 判断集合是否为空
- contains(Object): 判断集合是否包含某个元素
- containsAll(Collection): 判断当前集合是否包含指定集合的所有元素
添加功能：
- add(E): 添加一个元素
- addAll(Collection): 将指定集合的所有元素添加到当前集合
删除功能：
- remove(Object): 移除一个元素
- removeAll(Collection): 移除与指定集合中相同的元素
- retainAll(Collection): 取两个集合的交集
二、List
2.1 简介
List 是有序集合，提供了方便的访问、插入、删除等操作。能够通过索引来访问 List 中的元素，而且允许有相同的元素。
2.2 常用子类
List 中常用的子类有三个：ArrayList、LinkedList 以及 Vector。
它们都实现了 List 接口，因此具体功能比较近似，比如，都能按照位置进行定位、添加或删除的操作，都提供迭代器遍历内容等。
Vector、ArrayList 与 LinkedList 的区别：
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Vector：是线程安全的动态数组，内部使用对象数组来存储数据。每次扩容都会提高一倍容量。它的线程安全，是通过在方法上添加 synchronized 关键字来实现的。
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ArrayList：也是动态数组，但它不是线程安全的。每次扩容都会增加原容量的 50%。
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LinkedList：双向链表，不是线程安全的。
三、Set
3.1 简介
Set 是无序集合，不允许有重复元素,也就是不存在两个对象 equals 判断返回 true。
3.2 常用子类
Set 中常用的子类有三个：TreeSet、HashSet 以及 LinkedHashSet。
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TreeSet：支持自然顺序访问，也就是说是有序的，但是添加、删除、包含等操作相对低效一点（时间复杂度为 O(logn)）。
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HashSet：无序的，利用哈希算法实现。理想情况下，如果散列正常，添加、删除、包含等操作的时间复杂度为常数级。
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LinkedHashSet：继承于 HashSet。在内部构建了一个记录插入顺序的双向链表，因此，支持按插入顺序遍历，也保证了常数级的添加、删除、包含等操作。
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通过查看上述的 Set 集合的源码可知，TreeSet 利用了 TreeMap 实现的，而 HashSet 是利用 HashMap 实现的。Java 类库创建了一个 Dummy 对象 “PRESENT” 作为 value，所有插入的元素都以键的形式存放。
四、Queue
4.1 简介
Queue 是 Java 提供的标准队列结构的实现，除了提供集合的基本操作之外，它还支持先入先出（FIFO，First In First Out）或后入先出（LIFO，Last In First Out）的行为。
4.2 不同方法的区别
4.2.1 add() 与 offer() 的区别：
尝试在已满队列添加一个新元素时，add() 方法会抛出一个 IllegalStateException 异常，而 offer() 方法则是返回 false。
4.2.2 remove() 与 poll() 的区别：
尝试在空队列删除头部元素时，remove() 方法会抛出 NoSuchElementException 异常，而 poll() 方法则是返回 null。
4.2.3 element() 与 peek() 的区别：
尝试在空队列查看头部元素时，element() 方法会抛出 NoSuchElementException 异常，而 peek() 方法则是返回 null。
4.3 常用子类
Queue 的常用子类有：
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PriorityQueue：优先级队列
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DelayQueue：延迟队列
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ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列
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LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列
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SynchronousQueue：同步阻塞队列
因为 Queue 通常被用在并发编程场合，所以，在写到并发包时，再详细介绍。
最后
这篇主要概况了 Collection 的要点，并没有深入地去讲解各种集合类。
上述讲到 List 和 Set 的集合类都不是线程安全的，但是并不是说没用了，我们可以通过 Colletions 工具类，来实现基本的线程安全集合。
具体方法如下：
List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet());
以上皆为本人学习时的笔录总结。若文章有错误之处，欢迎大家指正。