集合概念
集合是Java提供的储存数据的一种容器，长度不限，类型不限。
Java提供的关于集合的类和接口都在java.util包里面。
框架概览
Java集合，也叫做容器，由一组接口、抽象类、实现类构成。主要由两大接口派生而来，分别是Collection接口和Map接口，Collection接口存储单列元素，Map接口存储双列元素。整个集合框架围绕一组标准接口而设计，我们可以直接使用这些接口的标准实现，也可以通过这些接口实现自己的集合。
从上面的集合框架图可以看到，Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射。
Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：
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接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
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实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
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算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。
除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。
Iterable接口
迭代器接口，用于创建迭代器遍历集合元素，它并不规范数据的存储，而只是规范了集合元素的迭代。所以还是认为Collection接口是集合中的顶层接口。
Collection接口
Collection接口是集合中的顶层接口。Collection 表示一组对象，这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 collection 是有序的，而另一些则是无序的。这由它的实现类所决定。
方法概览：
| 修饰符和返回类型 | 方法描述 |
|---|---|
boolean |
add(E e)
确保此集合包含指定的元素（可选操作）。 |
boolean |
addAll(Collection<? extends E> c)
将指定集合中的所有元素添加到此集合（可选操作）。 |
void |
clear()
从此集合中删除所有元素（可选操作）。 |
boolean |
contains(Object o)
如果此集合包含指定的元素，则返回 true 。 |
boolean |
containsAll(Collection<?> c)
如果此集合包含指定 集合中的所有元素，则返回true。 |
boolean |
equals(Object o)
将指定的对象与此集合进行比较以获得相等性。 |
int |
hashCode()
返回此集合的哈希码值。 |
boolean |
isEmpty()
如果此集合不包含元素，则返回 true 。 |
Iterator<E> |
iterator()
返回此集合中的元素的迭代器。 |
default Stream<E> |
parallelStream()
返回可能并行的 |
boolean |
remove(Object o)
从该集合中删除指定元素的单个实例（如果存在）（可选操作）。 |
boolean |
removeAll(Collection<?> c)
删除指定集合中包含的所有此集合的元素（可选操作）。 |
default boolean |
removeIf(Predicate<? super E> filter)
删除满足给定谓词的此集合的所有元素。 |
boolean |
retainAll(Collection<?> c)
仅保留此集合中包含在指定集合中的元素（可选操作）。 |
int |
size()
返回此集合中的元素数。 |
default Spliterator<E> |
spliterator()
创建一个 |
default Stream<E> |
stream()
返回以此集合作为源的顺序 |
Object[] |
toArray()
返回一个包含此集合中所有元素的数组。 |
<T> T[] |
toArray(T[] a)
返回包含此集合中所有元素的数组; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 |
List接口
List代表了有序可重复集合，可直接根据元素的索引来访问，这类似于Java的数组。
List接口为Collection直接接口，实现List接口的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。
ArrayList
ArrayList是一个动态数组，它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayLis实例都有一个初始容量（10）, 随着容器中的元素不断增加，容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查，当快溢出时，就会进行扩容操作 (扩展为原来的1.5倍)。所以如果我们明确所插入元素的多少，最好指定一个初始容量值，避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。
ArrayList擅长于随机访问，同时ArrayList是非同步的。
LinkedList
LinkedList是一个双向链表。所以它除了有ArrayList的基本操作方法外还额外提供了get，remove，insert等方法,可以在LinkedList的首部或尾部操作元素。
LinkedList不能随机访问，因为它所有的操作都是要按照双向链表的顺序执行 , 所以双向循环链表的查询效率低但是增删效率高。在此链表上每一个数据节点都由三部分组成：前指针（指向前面的节点的位置），数据，后指针（指向后面的节点的位置）。最后一个节点的后指针指向第一个节点的前指针，形成一个循环。
与ArrayList一样，LinkedList也是非同步的。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。
一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));Vector
与ArrayList相似，但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。
Stack
Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。
Set接口
Set是一种不包含重复的元素的Collection，无序，Set最多有一个null元素。需要注意的是：虽然Set中元素没有顺序，但是元素在set中的位置是由该元素的HashCode决定的，其具体位置其实是固定的。
Set接口有三个具体实现类，分别是散列集HashSet、链式散列集LinkedHashSet和树形集TreeSet。
HashSet
HashSet 是一个没有重复元素的集合。它是由HashMap实现的，不保证元素的顺序(元素插入的顺序与输出的顺序不一致)，而且HashSet允许使用null 元素。HashSet是非同步的。HashSet按Hash算法来存储集合的元素，因此具有很好的存取和查找性能。
HashSet的实现方式大致如下，通过一个HashMap存储元素，元素是存放在HashMap的Key中，而Value统一使用一个Object对象。
LinkedHashSet
LinkedHashSet继承自HashSet，其底层是基于LinkedHashMap来实现的，有序，非同步。LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的，也就是说，当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。
TreeSet
TreeSet是一个有序集合，其底层是基于TreeMap实现的，非线程安全。TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。当我们构造TreeSet时，若使用不带参数的构造函数，则TreeSet的使用自然比较器；若用户需要使用自定义的比较器，则需要使用带比较器的参数。
注意：TreeSet集合不是通过hashcode和equals函数来比较元素的。它是通过compare或者comparaeTo函数来判断元素是否相等，compare函数通过判断两个对象的id，相同的id判断为重复元素，不会被加入到集合中。
Queue接口
队列通常但不一定是以FIFO（先进先出）方式排序元素。 除了优先级队列之外，优先级队列是根据提供的比较器对元素进行排序，还是元素的自然排序，以及对元素LIFO（先进先出）进行排序的LIFO队列（或堆栈）。 无论使用什么顺序，队列的头都是通过调用remove()或poll()删除的元素。 在一个FIFO队列，所有新元素插入到队列的尾部 。 其他类型的队列可以使用不同的布局规则。 每个Queue实现必须指定其排序属性。
PriorityQueue
PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按照加入的顺序，而是按照队列元素的大小进行排序的。
PriorityQueue不允许插入null元素。
Deque
Deque接口是Queue接口的子接口，它代表一个双端队列,当程序中需要使用“栈”这种数据结构时，推荐使用ArrayDeque。
Map接口
Map用于保存具有映射关系的数据，Map里保存着两组数据：key和value，它们都可以使任何引用类型的数据，但key不能重复。
HashMap
Map接口基于哈希表的实现，是使用频率最高的用于键值对处理的数据类型。
它根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，特点是访问速度快，遍历顺序不确定，线程不安全，最多允许一个key为null，允许多个value为null。
可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有线程安全的能力，或者使用ConcurrentHashMap类。
LinkedHashMap继承了HashMap，是Map接口的哈希表和链接列表实现，它维护着一个双重链接列表，此链接列表定义了迭代顺序，该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
HashTable
Hashtable和HashMap从存储结构和实现来讲有很多相似之处，不同的是它承自Dictionary类，而且是线程安全的，另外Hashtable不允许key和value为null，并发性不如ConcurrentHashMap。
Hashtable不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap替换，需要线程安全的场合可以用ConcurrentHashMap替换。
TreeMap
TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序（自然顺序），也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。
迭代器
通常情况下，你会希望遍历一个集合中的元素。例如，显示集合中的每个元素。
一般遍历数组都是采用for循环或者增强for，这两个方法也可以用在集合框架，但是还有一种方法是采用迭代器遍历集合框架，它是一个对象，实现了Iterator 接口或 ListIterator接口。
迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了 Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。
| 序号 | 迭代器方法描述 |
|---|---|
| 1 | 使用 Java Iterator 这里通过实例列出 Iterator 和 ListIterator 接口提供的所有方法。 |
如何使用比较器
TreeSet和TreeMap的按照排序顺序来存储元素. 然而，这是通过比较器来精确定义按照什么样的排序顺序。
这个接口可以让我们以不同的方式来排序一个集合。
| 序号 | 比较器方法描述 |
|---|---|
| 1 | 使用 Java Comparator 这里通过实例列出Comparator接口提供的所有方法 |
总结
Java集合框架为程序员提供了预先包装的数据结构和算法来操纵他们。
集合是一个对象，可容纳其他对象的引用。集合接口声明对每一种类型的集合可以执行的操作。
集合框架的类和接口均在java.util包中。
任何对象加入集合类后，自动转变为Object类型，所以在取出的时候，需要进行强制类型转换。
参考资料
部分资料参考：
https://www.runoob.com/java/java-collections.html