List接口與其實現類
List類似于數組，可以通過索引來訪問元素，實現該接口的常用類有ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等。
ArrayList
ArrayList是動態數組，可以根據插入的元素的數量自動擴容，而使用者不需要知道其內部是什么時候進行擴展的，把它當作足夠容量的數組來使用即可。
ArrayList訪問元素的方法get是常數時間，因為是直接根據下標索引來訪問的，而add方法的時間復雜度是O(n)，因為需要移動元素，將新元素插入到合適的位置。
ArrayList是非線程安全的，即它沒有同步，不過，可以通過Collections.synchronizedList()靜態方法返回一個同步的實例，如：
List synList = Collections.synchronizedList(list);
數組擴容：ArrayList在插入元素的時候，都會檢查當前的數組大小是否足夠，如果不夠，將會擴容到當前容量 * 1.5 + 1（加1是為了當前容量為1時，也能擴展到2），即把原來的元素全部復制到一個兩倍大小的新數組，將舊的數組拋棄掉(等待垃圾回收)，這個操作是比較耗時，因此建議在創建ArrayList的時候，根據要插入的元素的數量來初步估計Capacity，并初始化ArrayList，如：
ArrayList list = new ArrayList(100);
這樣，在插入小于100個元素的時候都是不需要進行擴容的，能夠帶來性能的提升，當然，如果對這個容量估計大了，可能會帶來一些空間的損耗。
LinkedList
LinkedList也實現了List接口，其內部實現是使用雙向鏈表來保存元素，因此插入與刪除元素的性能都表現不錯。它還提供了一些其它操作方法，如在頭部、尾部插入或者刪除元素，因此，可以用它來實現棧、隊列、雙向隊列。
由于是使用鏈表保存元素的，所以隨機訪問元素的時候速度會比較慢(需要遍歷鏈表找到目標元素)，這一點相比ArrayList的隨機訪問要差，ArrayList是采用數組實現方式，直接使用下標可以訪問到元素而不需要遍歷。因此，在需要頻繁隨機訪問元素的情況下，建議使用ArrayList。
與ArrayList一樣，LinkedList也是非同步的，如果需要實現多線程訪問，則需要自己在外部實現同步方法。當然也可以使用Collections.synchronizedList()靜態方法。
Vector
Vector是ArrayList的線程同步版本，即是說Vector是同步的，支持多線程訪問。除此之外，還有一點不同時，當容量不夠時，Vector默認擴展一倍容量，而ArrayList是當前容量 * 1.5 + 1
Stack
Stack是一種后進先出的數據結構，繼承自Vector類，提供了push、pop、peek（獲得棧頂元素）等方法。
Set接口
Set是不能包含重合元素的容器，其實現類有HashSet，繼承于它的接口有SortedSet接口等。Set中提供了加、減、和交等集合操作函數。Set不能按照索引隨機訪問元素，這是它與List的一個重要區別。
HashSet
HashSet實現了Set接口，其內部是采用HashMap實現的。放入HashSet的對象最好重寫hashCode、equals方法，因為默認的這兩個方法很可能與你的業務邏輯是不一致的，而且，要同時重寫這兩個函數，如果只重寫其中一個，很容易發生意想不到的問題。
記住下面幾條規則：
- 相等對象，hashCode一定相等。
- 不等對象，hashCode不一定不相等。
- 兩個對象的hashCode相同，不一定相等。
- 兩個對象的hashCode不同，一定不相等。
TreeSet
TreeSet同樣的Set接口的實現類，同樣不能存放相同的對象。它與HashSet不同的是，TreeSet的元素是按照順序排列的，因此用TreeSet存放的對象需要實現Comparable接口。
Map接口
Map集合提供了按照“鍵值對”存儲元素的方法，一個鍵唯一映射一個值。集合中“鍵值對”整體作為一個實體元素時，類似List集合，但是如果分開來年，Map是一個兩列元素的集合：鍵是一列，值是一列。與Set集合一樣，Map也沒有提供隨機訪問的能力，只能通過鍵來訪問對應的值。
Map的每一個元素都是一個Map.Entry，這個實體的結構是< Key, Value >樣式。
HashMap
HashMap實現了Map接口，但它是非線程安全的。HashMap允許key值為null，value也可以為null。
Hashtable
Hashtable也是Map的實現類，繼承自Dictionary類。它與HashMap不同的是，它是線程安全的。而且它不允許key為null，value也不能為null。
由于它是線程安全的，在效率上稍差于HashMap。
List總結
ArrayList內部實現采用動態數組，當容量不夠時，自動擴容至（當前容量1.5+1）。元素的順序按照插入的順序排列。默認初始容量為10。
contains復雜度為O(n)，add復雜度為分攤的常數，即添加n個元素需要O(n)時間，remove為O(n)，get復雜度為O(1)
隨機訪問效率高，隨機插入、刪除效率低。ArrayList是非線程安全*的。
LinkedList內部使用雙向鏈表實現，隨機訪問效率低，隨機插入、刪除效率高。可以當作堆棧、隊列、雙向隊列來使用。LinkedList也是非線程安全的。
Vector跟ArrayList是類似的，內部實現也是動態數組，隨機訪問效率高。Vector是線程安全的。
Stack是棧，繼承于Vector，其各種操作也是基于Vector的各種操作，因此其內部實現也是動態數組，先進后出。Stack是線程安全的。
List使用場景
- 對于需要快速插入、刪除元素，應該使用LinkedList
- 對于需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList
- 如果List需要被多線程操作，應該使用Vector，如果只會被單線程操作，應該使用ArrayList
Set總結
HashSet內部是使用HashMap實現的，HashSet的key值是不允許重復的，如果放入的對象是自定義對象，那么最好能夠同時重寫hashCode與equals函數，這樣就能自定義添加的對象在什么樣的情況下是一樣的，即能保證在業務邏輯下能添加對象到HashSet中，保證業務邏輯的正確性。另外，HashSet里的元素不是按照順序存儲的。HashSet是非線程安全的。
TreeSet存儲的元素是按順序存儲的，如果是存儲的元素是自定義對象，那么需要實現Comparable接口。TreeSet也是非線程安全的。
LinkedHashSet繼承自HashSet，它與HashSet不同的是，LinkedHashSet存儲元素的順序是按照元素的插入順序存儲的。LinkedHashSet也是非線程安全的。
Map總結
HashMap存儲鍵值對。當程序試圖將一個key-value對放入 HashMap 中時，程序首先根據該key的hashCode()返回值決定該Entry的存儲位置：如果兩個Entry的key的hashCode() 返回值相同，那它們的存儲位置相同。如果這兩個Entry的key通過equals比較返回true，新添加Entry的value將覆蓋集合中原有Entry的 value，但key不會覆蓋。如果這兩個Entry的key通過equals 比較返回false，新添加的Entry將與集合中原有Entry形成Entry 鏈，而且新添加的 Entry 位于 Entry 鏈的頭部。看下面HashMap添加鍵值對的源代碼：
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);
}
HashMap允許key、value值為null。HashMap是非線程安全的。
Hashtable是HashMap的線程安全版本。而且，key、value都不允許為null。
哈希值的使用不同: Hashtable直接使用對象的hashCode，如下代碼：
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
而HashMap重新計算hash值，如下代碼：
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
擴展容量不同： Hashtable中hash數組默認大小是11，增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash數組的默認大小是16，而且一定是2的指數。
