Collection

List

• ArrayList

底层：数组实现，动态数组
原理：扩容时使用Arrays.copy方法进行复制数组操作，自动扩容每次增加 当前容量 + 当前容量 >> 1 = 1.5倍容量，增加半个容量。transient修饰数组，该关键字作用默认数组不会被序列化，因为ArrayList不是数组所有内容都有用，存在空位，其重写了writeObject和readObject控制只序列化有值的部分。删除时使用System.copy因此删除成本高
优势：随机访问速度快getter，setter方法快，增删慢，因为数组是连续内存，连续内存增加删除消耗多。可重复add有序
多线程：不安全 可以调用Collections.synchronizedList(new ArrayList())返回一个线程安全的Arraylist也可以使用concurrent并发包内的CopyOnWriteArrayList类

//扩容方法 java 7
private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

• Vector

底层：数组实现，动态数组
原理：扩容时使用Arrays.copy方法，可以在声明时设置扩容量，默认扩容2倍容量，增加一个容量。使用synchronized实现的同步操作。可重复，add有序
优势：随机搜索快，线程安全但效率会低，因数组为连续内存，所以增删慢
多线程：安全

//扩容方法java8
  private void grow(int paramInt)
  {
    int i = elementData.length;
    int j = i + (capacityIncrement > 0 ? capacityIncrement : i);
    if (j - paramInt < 0) {
      j = paramInt;
    }
    if (j - 2147483639 > 0) {
      j = hugeCapacity(paramInt);
    }
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, j);
  }

• LinkedList

底层：双向循环链表，非连续内存结构，链表内有地址指向
原理：双向链表
优势：随机查询慢，增删快，因为底层为非连续内存结构。可重复，add有序
多线程：不安全

Set

• HashSet

底层：基于Hash实现
原理：使用HashMap实现，实际就是hashmap的keySet，add时增加map的key，value为new Object
优势：不可重复内容，存取速度快，add无序，查找速度快，根据hash值计算存储位置
多线程：不安全

//无参构造方法
 public HashSet()
  {
    map = new HashMap();
  }

• TreeSet

底层：二叉树，红黑树
原理：使用TreeMap实现的SortedSet
优势：不可重复内容，查找效率不如HashSet，内容存储有序有进行排序操作
多线程：不安全

• LinkedHashSet

底层：双向链表，hash表
原理：内部使用链表维护元素的插入顺序，使用LikedHashMap
优势：查找效率高，add有序

Queue

BlockingQueue 阻塞队列

Map

• HashMap

底层：数组链表结构
原理：对Key使用Hash算法(7，8不同)，再根据相关算法(除留余数法)计算出Key对应的数组Index，也就是桶的位置，如果该位置不存在值，就将K-V entry(键值对单向链表)内容放入到数组内，如果已存在内容，则将新内容放到该桶位置内的entry链表中，放入链表头部，依次存放数组默认大小16，会进行扩容操作，容量源码中设置为2的次方，0.75扩容因子，数组size使用量超过扩容因子倍数进行扩容，使用fail-fast迭代器，其他线程改变map结构时添加或删除会throws concurrentModificationException，但使用迭代器本身的remove方法则不会throws
优势：如果hash算法够好，结果分布足够平均，那么查询速度是最快的，不涉及链表的顺序查找，如果分布不均，桶内链表内容过多，则会降低效率。KV都可为null，键不可重复，值可重复
多线程：不安全

• HashTable

底层：同HashMap
原理：在HashMap基础上，使用synchronized对操作进行同步处理，粒度粗，锁了整个数组操作
优势：线程安全，比HashMap效率慢，KV都不可为null，键不可重复，值可重复迭代器使用enumerator
多线程：安全

• ConcurrentHashMap

底层：同HashMap，1.7分段锁，1.8CAS
原理：在HashMap基础上，对非读操作使用lock进行同步处理，粒度细，锁单独一个桶(数组中一个元素)操作
优势：线程安全，因为只锁一个桶，所以要比HashTable效率高
多线程：安全

• LinkedHashMap

底层：链表 hash表
原理：使用链表维护元素顺序，顺序为插入顺序或最近最少使用(LRU算法)顺序
优势：有序，可用于LRU算法
多线程：不安全

• TreeMap

底层：二叉树 红黑树
原理：
优势：键不可重复，值可重复
多线程：不安全

• ThreadLocal

线程中的ThreadLocal实际也是一个Map结构，key只存ThreadLocal本身实例，value为声明的值。线程持有ThreadLocalMap，多线程不共享，ThreadLocalMap的Key弱引用ThreadLocal实例。