1、数据结构与核心特性
| 接口 | 数据结构 | 顺序性 | 唯一性 | 键值对 | null 元素 |
|---|---|---|---|---|---|
| List | 动态数组/链表 | 有序（插入顺序） | 允许重复 | 否 | 允许多个 null |
| Set | 哈希表 / 红黑树 | 无序（HashSet）有序（LinkedHashSet/TreeSet） | 不允许重复 | 否 | 仅 HashSet/LinkedHashSet 允许 1 个 null |
| Map | 哈希表 / 红黑树 链表长度≥8 时转红黑树 | 无序（HashMap）有序（LinkedHashMap/TreeMap） | 键（Key）唯一 | 是 | 键：HashMap 允许 1 个 null值 |
2、实现类对比
List
- ArrayList：基于动态数组，随机访问快（O (1)），插入 / 删除慢（O (n)）。
- LinkedList：基于双向链表，插入 / 删除快（O (1)），随机访问慢（O (n)）。
- Vector：线程安全（同步方法），性能低于 ArrayList。
Set - HashSet：基于 HashMap，无序，依赖hashCode()和equals()。
- LinkedHashSet：继承 HashSet，维护插入顺序（或访问顺序）。
- TreeSet：基于 TreeMap，有序（自然排序或自定义 Comparator），不允许 null。
Map - HashMap：线程不安全，允许 null 键 / 值，无序。
- LinkedHashMap：继承 HashMap，维护插入顺序（或访问顺序）。
- TreeMap：基于红黑树，按键排序（自然排序或自定义 Comparator），不允许 null 键。
- ConcurrentHashMap：线程安全（分段锁 / CAS），高并发场景优先选择。
- Hashtable：线程安全（同步方法），不允许 null 键 / 值，性能低。
3、线程安全性
- List：ArrayList/LinkedList 非线程安全，Vector/CopyOnWriteArrayList 线程安全。
- Set：HashSet/TreeSet 非线程安全，CopyOnWriteArraySet/ConcurrentSkipListSet 线程安全。
- Map：HashMap/TreeMap 非线程安全，ConcurrentHashMap/Hashtable 线程安全。
4、适用场景
- List：需要有序、可重复数据，频繁随机访问（如分页查询结果）。
- Set：需要去重、无需顺序（如权限去重），或需要有序且唯一（如排行榜）。
- Map：需要键值对映射（如配置缓存），或需要按键排序（如时间轴数据）。
5、性能优化
- 初始容量：创建集合时预估大小，避免频繁扩容（如new ArrayList<>(100)）。
- HashMap 加载因子：默认 0.75，高并发场景可调整以平衡空间和时间。
- TreeSet/TreeMap：插入 / 删除 / 查询时间复杂度 O (log n)，适用于需要排序的场景。
6、常见坑点
- Set 去重依赖方法：自定义对象需重写hashCode()和equals()。
- Map 的键不可变：使用自定义对象作为键时，确保其不可变（如 String、Integer）。
- ConcurrentHashMap 迭代器弱一致性：迭代时不抛出ConcurrentModificationException，但可能反映部分修改。
7、源码层面理解
- ArrayList 扩容机制：每次扩容为原容量的 1.5 倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。
- HashMap哈希冲突处理：链表 + 红黑树（JDK 8+，链表长度≥8 且容量≥64 时转换为树）。
- TreeSet 排序实现：基于 TreeMap 的NavigableMap接口，通过compareTo()或Comparator排序