文章轉載自：http://www.cnblogs.com/good-temper/p/4907745.html
（本文部分圖片引用自其他博客，最後有鏈接，侵刪。由於筆記使用markdown記錄，格式可能不是太好看，見諒）
集合結構
紅字爲java.util包下的，綠字爲concurrent包下擴展的與併發相關的類
List
ArrayList
功能：有序非線程安全列表
要點：
- 底層存儲用Object數組
- 元素可爲null
- 自動擴容至1.5倍
- 適合隨機訪問，不適合大量或頻繁增刪
LinkedList
功能：有序非線程安全列表
要點：
- 基於雙向鏈表實現
- 元素可爲null
- 同時實現了雙端隊列Deque，支持隊列、堆棧操作
- 適合增刪，順序訪問，不適合隨機訪問
Vector
功能：有序線程安全列表
要點：
- 功能和ArrayList一樣，只有線程安全區別，效率較ArrayList低
- 實際上算是老版本的List，除了線程安全的情況下不用
Stack
功能：基於Vector實現的堆棧
要點：
- 線程安全
- 後進先出（LIFO）1
CopyOnWriteArrayList
功能：快照版本的ArrayList，修改操作通過複製一份數組操作
要點：
- 線程安全
- 任何修改都會在拷貝的新副本上進行
- 修改操作通過ReentrantLock同步
- 迭代器只能訪問，不能修改，且不會因爲遍歷過程中修改而拋異常
實現線程安全List的方法
- 使用synchronized：對List操作是進行同步，需要自己控制
- 使用Vector：效率低，已經較少使用了
- 使用CopyOnWriteArrayList，前邊已經介紹了，這個只能在量小讀多寫少的場景下用，且性能很差，一般不要用
- 使用Collections.synchronizedList()：工具類提供的一個比較簡便的方法，可以直接創建一個線程安全的list，建議使用。其原理是對ArrayList進行包裝，通過一個對象鎖來控制併發，需要注意的是要弄清楚對象鎖鎖的是哪個對象。
Map
HashMap
功能：
要點：key-value的map,存儲位置根據key的hash值確定
- 非線程安全
- 底層使用Entry數組table
- 衝突使用鏈存儲
- table長度爲2^n，這樣結合hash算法有利於均勻分佈
- 當發生衝突時，新元素會插入到鏈首
- 每次table容量變化時，需要重新rehash
- 鍵值均可爲null
![]()
HashTable
功能：key-value的map,存儲位置根據key的hash值確定，與Hash的算法不同之處是，其位置直接通過hash(key)%table.length計算（HashMap使用h&(length – 1)計算，效率更高，才外還有一些細節不同，可自行參看源碼）
要點：
- 線程安全
- 繼承自Dictionary
- 底層使用Entry數組table
- 衝突使用鏈存儲
- table長度爲2^n，這樣結合hash算法有利於均勻分佈
- 當發生衝突時，新元素會插入到鏈首
- 每次table容量變化時，需要重新rehash
- 鍵值不能爲空
TreeMap
功能：基於紅黑樹實現的有序集合 要點：
- 非線程安全
- 底層爲一個棵紅黑樹
- 繼承NavigableMap,主要實現了SortMap，因此是有序的
- 增刪改查都可參考紅黑樹操作
ConcurrentHashMap
功能：線程安全的HashMap，屬於java.util.concurrent下的拓展類
要點：
- 線程安全
- 底層實現是一個Segment數組，Segment內部通過一個HashEntry數組存儲元素數據，同時Segment繼承了ReentrantLock，直接通過本身的鎖對改段數據操作同步
- 從底層結構可以發現，其修改時不會對整個集合加鎖，而是對段加鎖，因此允許同時修改多個段，效率更高
- 繼承NavigableMap,主要實現了SortMap，因此是有序的
- Segment的劃分是通過key的hashCode計算
ConcurrentSkipListMap
功能：線程安全的有序Map，是通過一個叫做跳錶的數據結構實現 要點：
- 線程安全
- 底層實現是一個多層鏈表，每層元素都有序，每低一層都包含上一層的元素，最底層包含所有元素。這樣設計的巧妙之處是從上層逐層查找時，能夠快速定位元素區間。思想上有點像折半查找，不過是把每次折半的中間值分層存了起來。同時鏈表結構是修改操作同樣高效
- key是有序的
- 空間換時間，效率很高，但是空間佔用也很厲害
Map的用法
- 非線程安全情景基本上都用HashMap
- 有序用TreeMap
- 線程安全優先ConcurrentHashMap
- ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap的優劣主要在於併發量，併發量不高時前者效率高，併發量很大時可以考慮後者
Set
HashSet
功能： 就是一個value均爲同一個PRESENT對象的HashMap 要點：
- 非線程安全
- 底層爲一個HashMap，其所有元素value值是一個Object類型的靜態常量
- 其他參考HashMap
TreeSet
功能： 同TreeMap 要點：
- 非線程安全
- 底層爲一個TreeMap，其所有元素value值是一個Object類型的靜態常量
- 其他參考TreeMap
ConcurrentSkipListSet
功能： 同ConcurrentSkipListMap
CopyOnWriteArraySet
功能： 同ConcurrentSkipListMap
要點：
- 需要注意的是底層實現是通過CopyOnWriteArrayList，而非HashMap
- 使用場景與CopyOnWriteArrayList一樣
Queue
Queue實現了隊列操作，是基本集合的一個擴充，特點是提供了隊列操作offer、poll和peek，主要分爲兩類，一類只支持單端操作，常見的如PriorityQueue，另一類爲雙端隊列，可實現堆棧操作，均實現Deque。需注意的是隊列也提供了add和remove，但應避免使用。
PriorityQueue
功能：如其名，優先級隊列，可根據Comparator實現優先級排列
要點：
- 非線程安全
- 底層爲一個Object數組
- 不提供Comparator時按照元素自然順序
ArrayDeque
功能：如其名，優先級隊列，可根據Comparator實現優先級排列
要點：
- 非線程安全
- 底層爲一個E[]數組，同時提供head和tail記錄存儲數據的首位位置
- 由於使用數組不是鏈表，速度比LinkedList更快
LinkedBlockingDeque
功能：阻塞隊列，支持支持FIFO和FILO
要點：
- 線程安全
- 底層爲一個鏈表，通過一個ReentrantLock鎖控制併發
- 可指定容量，實現阻塞，隊滿時插入阻塞，隊空時讀取阻塞，不指定則取最大整數
- 注意take在空時不阻塞直接返回失敗，而poll則會阻塞
- 可指定元素超時時間
LinkedBlockingQueue
功能：阻塞隊列，和LinkedBlockingDeque基本一樣，不過支持隊列操作
PriorityBlockingQueue
功能：優先級阻塞隊列，直接看名字，不解釋了
SynchronousQueue
功能：阻塞隊列，特殊之處在於其不存儲元素，一個元素入隊之後必須出隊，否則阻塞，可以理解爲1個元素的阻塞隊列
LinkedTransferQueue
功能：LinkedBlockingQueue和SynchronousQueue的結合體，特點是如果一個元素入隊過程中發現又出隊請求，則直接返回，不會再插入鏈表中 要點：
- 注意其併發並非通過ReentrantLock，而是通過LockSupport工具類實現
DelayQueue
功能：延遲隊列，只有達到指定時間的元素才能出隊
要點：
- 底層實現是一個PriorityQueue，通過ReentrantLock控制併發
- 可以理解爲一個以入隊時間-延遲時間爲優先級的隊列
一些使用上的淺見
- 從上邊的總結可以看出來java對於集合的實現非常完善，幾乎所有場景都有對應的類。因此我們應該避免重複造輪子，在合適的場景下使用合適的集合不僅省力，而且更可靠
- 能簡則不繁，其實多數情況下我們使用基本的幾個類就夠了，複雜的實現一般用於底層框架(如JDK以及一些常用框架中就用到了不少併發的實現，但其場景都十分鮮明)。如果平時寫也想上層邏輯時使用了負責的集合類，往往我們需要認真考慮下真的有沒有必要，或者這部分是不是可以抽象爲一個通用的組件，這算是個很有用的代碼架構技巧吧。
- 無論怎麼用，理解至上。幾個基本類之所以用的順手是因爲我們熟悉其特性，而對於複雜的集合類一定要理解其特性，否則很容易踩坑。集合部分算是JDK中最容易理解的代碼了，花一會兒時間而保證優質代碼還是很值的。
備註
一些參考博客 (都是很優秀的博客，若個人看源碼吃力，可以參考着這些博客來看)
http://cmsblogs.com/?cat=5
http://my.oschina.net/lifany/blog/191294
http://blog.csdn.net/guangcigeyun/article/details/8278349
http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3503480.html
http://www.infoq.com/cn/articles/java-blocking-queue/
http://my.oschina.net/readjava/blog/282882
http://hyxw5890.iteye.com/blog/1578597
以上xmind圖源文件以及該系列相關文件都將同步至github，敬請關注
