Java集合框架由Collection和Map两条平行主线构成,前者含List、Set、Queue三大分支,后者自成键值对体系;二者无继承关系,仅通过视图桥接。

Java集合框架不是一棵树,而是一张有向接口网——Collection 和 Map 是两条平行主线,彼此不继承,也不实现对方。
Collection 接口下三大分支:List、Set、Queue
Collection 是单列集合的根接口,但它**不能被直接实例化**,所有具体实现都落在它的子接口上:
-
List:有序、可重复,关注「位置」——ArrayList(数组实现,随机访问快)、LinkedList(链表实现,增删快)、Vector(线程安全但已基本弃用) -
Set:无序、不可重复,关注「唯一性」——HashSet(哈希表,依赖hashCode()和equals())、TreeSet(红黑树,要求元素可比较或传入Comparator)、LinkedHashSet(哈希+链表,保持插入顺序) -
Queue:专为队列操作设计,支持 FIFO 或优先级——LinkedList(同时实现了Queue)、PriorityQueue(堆实现,非线程安全)、ArrayDeque(双端队列,比Stack更推荐)
注意:Stack 虽然继承自 Vector,但它属于遗留类,Deque 及其实现(如 ArrayDeque)才是现代替代方案。
Map 不是 Collection 的子接口,它自成体系
Map 是键值对映射的顶层接口,和 Collection 完全无关。它没有继承关系,只有实现类提供「视图」(View)来桥接——比如 map.keySet() 返回一个 Set,map.values() 返回一个 Collection,但这些视图只是代理,修改它们会反映到原 Map 上。
立即学习“Java免费学习笔记(深入)”;
-
HashMap:最常用,非线程安全,允许一个null键和多个null值 -
TreeMap:按键排序,基于红黑树,要求键实现Comparable或传入Comparator -
LinkedHashMap:按插入/访问顺序维护条目,适合 LRU 缓存场景 -
ConcurrentHashMap:高并发场景首选,分段锁(JDK 7)或 CAS + synchronized(JDK 8+),不接受null键值 -
Hashtable:老式线程安全实现,方法全加synchronized,性能差,且不允许null键值——已被ConcurrentHashMap取代
迭代器与增强 for 循环背后的统一机制
所有 Collection 实现类都必须提供 iterator() 方法,返回一个 Iterator 实例;Map 则通过 keySet()、values()、entrySet() 获取可迭代视图。
增强 for 循环本质就是语法糖,编译后转为 Iterator 调用:
for (String s : list) { ... }
// 等价于
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
...
}
所以任何类只要实现 Iterable 接口(即提供 iterator() 方法),就能用增强 for 遍历——这解释了为什么 Map 本身不能直接遍历,但它的三个视图可以。
容易忽略的兼容性与行为细节
不同实现对 null 的容忍度差异极大,这是运行时 NullPointerException 的高频来源:
-
ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap允许null元素或键值 -
TreeSet、TreeMap在遇到null键时抛NullPointerException(因为比较逻辑无法处理null) -
ConcurrentHashMap和Hashtable明确禁止null键和值,否则在put()时就抛异常 -
Arrays.asList()返回的是固定大小的List,底层是数组包装,调用add()或remove()会抛UnsupportedOperationException
真正写业务代码时,别只看接口名,得盯住具体实现类的行为边界——尤其是 null 处理、线程安全性、是否支持修改操作,这些才是线上出问题的地方。










