Java集合工具包位于Java.util包下，包含了很多常用的數據結構，如數組、鏈表、棧、隊列、集合、哈希表等。學習Java集合框架下大致可以分為如下五個部分：List列表、Set集合、Map映射、迭代器（Iterator、Enumeration）、工具類（Arrays、Collections）。
Java集合類的整體框架如下：
Java集合工具包位于Java.util包下，包含了很多常用的數據結構，如數組、鏈表、棧、隊列、集合、哈希表等。學習Java集合框架下大致可以分為如下五個部分：List列表、Set集合、Map映射、迭代器（Iterator、Enumeration）、工具類（Arrays、Collections）。
Collection是List、Set等集合高度抽象出來的接口，它包含了這些集合的基本操作，它主要又分為兩大部分：List和Set。
List接口通常表示一個列表（數組、隊列、鏈表、棧等），其中的元素可以重復，常用實現類為ArrayList和LinkedList，另外還有不常用的Vector。另外，LinkedList還是實現了Queue接口，因此也可以作為隊列使用。
Set接口通常表示一個集合，其中的元素不允許重復（通過hashcode和equals函數保證），常用實現類有HashSet和TreeSet，HashSet是通過Map中的HashMap實現的，而TreeSet是通過Map中的TreeMap實現的。另外，TreeSet還實現了SortedSet接口，因此是有序的集合（集合中的元素要實現Comparable接口，并覆寫Compartor函數才行）。
我們看到，抽象類AbstractCollection、AbstractList和AbstractSet分別實現了Collection、List和Set接口，這就是在Java集合框架中用的很多的適配器設計模式，用這些抽象類去實現接口，在抽象類中實現接口中的若干或全部方法，這樣下面的一些類只需直接繼承該抽象類，并實現自己需要的方法即可，而不用實現接口中的全部抽象方法。
Map是一個映射接口，其中的每個元素都是一個key-value鍵值對，同樣抽象類AbstractMap通過適配器模式實現了Map接口中的大部分函數，TreeMap、HashMap、WeakHashMap等實現類都通過繼承AbstractMap來實現，另外，不常用的HashTable直接實現了Map接口，它和Vector都是JDK1.0就引入的集合類。
Iterator是遍歷集合的迭代器（不能遍歷Map，只用來遍歷Collection），Collection的實現類都實現了iterator()函數，它返回一個Iterator對象，用來遍歷集合，ListIterator則專門用來遍歷List。而Enumeration則是JDK1.0時引入的，作用與Iterator相同，但它的功能比Iterator要少，它只能再Hashtable、Vector和Stack中使用。
Arrays和Collections是用來操作數組、集合的兩個工具類，例如在ArrayList和Vector中大量調用了Arrays.Copyof()方法，而Collections中有很多靜態方法可以返回各集合類的synchronized版本，即線程安全的版本，當然了，如果要用線程安全的結合類，首選Concurrent并發包下的對應的集合類。
轉載出處：http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35564663
Collection
|-----List 有序(存儲順序和取出順序一致)，可重復
|----ArrayList ，線程不安全，底層使用數組實現，查詢快，增刪慢。
效率高。每次容量不足時，自增長度的一半，如下源碼可知
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
|----LinkedList ， 線程不安全，底層使用鏈表實現，查詢慢，增刪快。效率高。
|----Vector ， 線程安全，底層使用數組實現，查詢快，增刪慢。效率低。
每次容量不足時，默認自增長度的一倍（如果不指定增量的話），如下源碼可知
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?capacityIncrement : oldCapacity);
|-----Set 元素唯一，一個不包含重復元素的 collection。
更確切地講，set 不包含滿足 e1.equals(e2) 的元素對 e1 和 e2，并且最多包含一個 null 元素。
|--HashSet 底層是由HashMap實現的，通過對象的hashCode方法與equals方法來保證插入元素的唯一性，無序(存儲順序和取出順序不一致)。
|--LinkedHashSet 底層數據結構由哈希表和鏈表組成。哈希表保證元素的唯一性，鏈表保證元素有序。(存儲和取出是一致)
|--TreeSet 基于 TreeMap 的 NavigableSet 實現。
使用元素的自然順序對元素進行排序，或者根據創建 set 時提供的 Comparator 進行排序，具體取決于使用的構造方法。元素唯一。
HashMap 和 Hastable 的區別
HashMap幾乎可以等價于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受為null的鍵值(key)和值(value)，而Hashtable則不行)。
HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，這意味著Hashtable是線程安全的，多個線程可以共享一個Hashtable；而如果沒有正確的同步的話，多個線程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的擴展性更好。
另一個區別是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以當有其它線程改變了HashMap的結構（增加或者移除元素），將會拋出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素則不會拋出ConcurrentModificationException異常。但這并不是一個一定發生的行為，要看JVM。這條同樣也是Enumeration和Iterator的區別。
由于Hashtable是線程安全的也是synchronized，所以在單線程環境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要單一線程，那么使用HashMap性能要好過Hashtable。
HashMap不能保證隨著時間的推移Map中的元素次序是不變的。
HashMap采用Entry數組來存儲key-value對，每一個鍵值對組成了一個Entry實體，Entry類實際上是一個單向的鏈表結構，它具有Next指針，可以連接下一個Entry實體，依次來解決Hash沖突的問題，因為HashMap是按照Key的hash值來計算Entry在HashMap中存儲的位置的，如果hash值相同，而key內容不相等，那么就用鏈表來解決這種hash沖突。
ConcurrentHashMap與HashMap相比，有以下不同點
ConcurrentHashMap線程安全，而HashMap非線程安全
HashMap允許Key和Value為null，而ConcurrentHashMap不允許
HashMap不允許通過Iterator遍歷的同時通過HashMap修改，而ConcurrentHashMap允許該行為，并且該更新對后續的遍歷可見
Java 8基于CAS的ConcurrentHashMap
注：本章的代碼均基于JDK 1.8.0_111
數據結構
Java 7為實現并行訪問，引入了Segment這一結構，實現了分段鎖，理論上最大并發度與Segment個數相等。Java 8為進一步提高并發性，摒棄了分段鎖的方案，而是直接使用一個大的數組。同時為了提高哈希碰撞下的尋址性能，Java 8在鏈表長度超過一定閾值（8）時將鏈表（尋址時間復雜度為O(N)）轉換為紅黑樹（尋址時間復雜度為O(long(N))）。
尋址方式
Java 8的ConcurrentHashMap同樣是通過Key的哈希值與數組長度取模確定該Key在數組中的索引。同樣為了避免不太好的Key的hashCode設計，它通過如下方法計算得到Key的最終哈希值。不同的是，Java 8的ConcurrentHashMap作者認為引入紅黑樹后，即使哈希沖突比較嚴重，尋址效率也足夠高，所以作者并未在哈希值的計算上做過多設計，只是將Key的hashCode值與其高16位作異或并保證最高位為0（從而保證最終結果為正整數）
CopyOnWriteArrayList如何做到線程安全的
CopyOnWriteArrayList使用了一種叫寫時復制的方法，當有新元素添加到CopyOnWriteArrayList時，先從原有的數組中拷貝一份出來，然后在新的數組做寫操作，寫完之后，再將原來的數組引用指向到新數組。
當有新元素加入的時候，如下圖，創建新數組，并往新數組中加入一個新元素,這個時候，array這個引用仍然是指向原數組的。
