1、數據結構與核心特性
| 接口 | 數據結構 | 順序性 | 唯一性 | 鍵值對 | null 元素 |
|---|---|---|---|---|---|
| List | 動態數組/鏈表 | 有序（插入順序） | 允許重復 | 否 | 允許多個 null |
| Set | 哈希表 / 紅黑樹 | 無序（HashSet）有序（LinkedHashSet/TreeSet） | 不允許重復 | 否 | 僅 HashSet/LinkedHashSet 允許 1 個 null |
| Map | 哈希表 / 紅黑樹 鏈表長度≥8 時轉紅黑樹 | 無序（HashMap）有序（LinkedHashMap/TreeMap） | 鍵（Key）唯一 | 是 | 鍵：HashMap 允許 1 個 null值 |
2、實現類對比
List
- ArrayList：基于動態數組，隨機訪問快（O (1)），插入 / 刪除慢（O (n)）。
- LinkedList：基于雙向鏈表，插入 / 刪除快（O (1)），隨機訪問慢（O (n)）。
- Vector：線程安全（同步方法），性能低于 ArrayList。
Set - HashSet：基于 HashMap，無序，依賴hashCode()和equals()。
- LinkedHashSet：繼承 HashSet，維護插入順序（或訪問順序）。
- TreeSet：基于 TreeMap，有序（自然排序或自定義 Comparator），不允許 null。
Map - HashMap：線程不安全，允許 null 鍵 / 值，無序。
- LinkedHashMap：繼承 HashMap，維護插入順序（或訪問順序）。
- TreeMap：基于紅黑樹，按鍵排序（自然排序或自定義 Comparator），不允許 null 鍵。
- ConcurrentHashMap：線程安全（分段鎖 / CAS），高并發場景優先選擇。
- Hashtable：線程安全（同步方法），不允許 null 鍵 / 值，性能低。
3、線程安全性
- List：ArrayList/LinkedList 非線程安全，Vector/CopyOnWriteArrayList 線程安全。
- Set：HashSet/TreeSet 非線程安全，CopyOnWriteArraySet/ConcurrentSkipListSet 線程安全。
- Map：HashMap/TreeMap 非線程安全，ConcurrentHashMap/Hashtable 線程安全。
4、適用場景
- List：需要有序、可重復數據，頻繁隨機訪問（如分頁查詢結果）。
- Set：需要去重、無需順序（如權限去重），或需要有序且唯一（如排行榜）。
- Map：需要鍵值對映射（如配置緩存），或需要按鍵排序（如時間軸數據）。
5、性能優化
- 初始容量：創建集合時預估大小，避免頻繁擴容（如new ArrayList<>(100)）。
- HashMap 加載因子：默認 0.75，高并發場景可調整以平衡空間和時間。
- TreeSet/TreeMap：插入 / 刪除 / 查詢時間復雜度 O (log n)，適用于需要排序的場景。
6、常見坑點
- Set 去重依賴方法：自定義對象需重寫hashCode()和equals()。
- Map 的鍵不可變：使用自定義對象作為鍵時，確保其不可變（如 String、Integer）。
- ConcurrentHashMap 迭代器弱一致性：迭代時不拋出ConcurrentModificationException，但可能反映部分修改。
7、源碼層面理解
- ArrayList 擴容機制：每次擴容為原容量的 1.5 倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。
- HashMap哈希沖突處理：鏈表 + 紅黑樹（JDK 8+，鏈表長度≥8 且容量≥64 時轉換為樹）。
- TreeSet 排序實現：基于 TreeMap 的NavigableMap接口，通過compareTo()或Comparator排序
