【Java】容器类总结
容器类库主要分为Collection和Map
Collection 
如上图，有List、Set、Queue3个接口继承了Collection接口，分别规定了三种处理数据的方式。
list
列表，只是一个接口，具体的实现方式有ArrayList（数组实现）、LinkedList（链表实现）
特点：需要按照插入的顺序保存元素
set
集合，数学意义上的集合就是无重复，一种接口
特点是元素不重复且无序排列，因为排列是无顺序的，所以没有get方法
hashset：基于HashMap实现，查询速度快，存储元素的次序是随机的，底层使用HashMap保存HashSet中所有元素于key上，value使用一个static final的Object对象标识
TreeSet
将元素存储与红-黑树结构中，存储的结果是有顺序的
即有顺序的不重复的集合
【红黑树】O(log N) 近似平衡的二叉查找树
如果我能保证树高一直为~lgN的话 那么所有查找都能在~lgN次比较中结束，但是在动态插入中保持树的完美平衡要付出的代价太大
选择放松完美平衡的要求确保查找在对数时间内完成
先理解2-3树，红黑树是利用2-结点和一些额外信息(替换3-结点)来表示2-3树，对于任意的2-3树，都可以派生出一颗对应的二叉树
红链接-表示原来在同一个3-结点中
黑链接-表示2-3树的链接，由此理解性质4
1、每一个节点或者着成红色，或者是黑色
2、根是黑色的
3、如果一个节点是红色，那么她的子节点必须是黑色的
4、从一个节点到一个null引用的每一条路径必须包含相同数目的黑色节点在树的结构发生改变（即发生插入和删除操作时）会破坏条件3、4，需要通过调整使得查找树重新满足红黑树的条件
调整分为：改变颜色和左旋右旋
颜色转换可以将上下的链色改变 左旋右旋改变同一层的键
queue
用得少，略过
Map 一组成对的键值对，允许我们用键来查找值
HashMap
线程不安全
传统的数组链表哈希如果hash桶即数组较小那么链表就太长
于是JDK1.8后引入红黑树，当链表大于8的时候，将后面的数据存在红黑树
红黑树还可以描述成：
⑴红链接均为左链接。
⑵没有任何一个结点同时和两条红链接相连。
⑶该树是完美黑色平衡的，即任意空链接到根结点的路径上的黑链接数量相同。
这里节点之间的连接分为红连接和黑连接，取代了红节点和黑节点的定义（本质是一样的），将之前的黑高度相等定义为了黑连接数相等。更为直观。
而如图所示，其实红黑树的每一步操作都对应了二三树的操作，如果是二节点就是黑连接，三节点的话里面的两个数之间就是红连接。
Hashtable
也是散列表 函数是同步的 线程安全
区别
数据结构
HashMap是支持null键和null值的，而HashTable在遇到null时，会抛出NullPointerException异常。这并不是因为HashTable有什么特殊的实现层面的原因导致不能支持null键和null值，这仅仅是因为HashMap在实现时对null做了特殊处理，将null的hashCode值定为了0，从而将其存放在哈希表的第0个bucket中。
HashMap和HashTable都使用哈希表来存储键值对。在数据结构上是基本相同的，都创建了一个继承自Map.Entry的私有的内部类Entry，每一个Entry对象表示存储在哈希表中的一个键值对。
Entry对象唯一表示一个键值对，有四个属性：
-K key 键对象
-V value 值对象
-int hash 键对象的hash值
-Entry entry 指向链表中下一个Entry对象，可为null，表示当前Entry对象在链表尾部
算法
HashTable默认的初始大小为11，之后每次扩充为原来的2n+1。HashMap默认的初始化大小为16，之后每次扩充为原来的2倍。还有我没列出代码的一点，就是如果在创建时给定了初始化大小，那么HashTable会直接使用你给定的大小，而HashMap会将其扩充为2的幂次方大小。
也就是说HashTable会尽量使用素数、奇数。而HashMap则总是使用2的幂作为哈希表的大小。我们知道当哈希表的大小为素数时，简单的取模哈希的结果会更加均匀（具体证明，见这篇文章），所以单从这一点上看，HashTable的哈希表大小选择，似乎更高明些。但另一方面我们又知道，在取模计算时，如果模数是2的幂，那么我们可以直接使用位运算来得到结果，效率要大大高于做除法。所以从hash计算的效率上，又是HashMap更胜一筹。
所以，事实就是HashMap为了加快hash的速度，将哈希表的大小固定为了2的幂。当然这引入了哈希分布不均匀的问题，所以HashMap为解决这问题，又对hash算法做了一些改动。具体我们来看看，在获取了key对象的hashCode之后，HashTable和HashMap分别是怎样将他们hash到确定的哈希桶（Entry数组位置）中的。
线程安全
HashTable是同步的，HashMap不是，也就是说HashTable在多线程使用的情况下，不需要做额外的同步，而HashMap则不行。那么HashTable是怎么做到的呢？
可以看到，也比较简单，就是公开的方法比如get都使用了synchronized描述符。而遍历视图比如keySet都使用了Collections.synchronizedXXX进行了同步包装。
【synchronized描述符】
synchronized关键字最主要有以下3种应用方式，下面分别介绍
- 修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁
修饰静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得当前类对象的锁
修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
