Java集合主要分为两种类型：Collection 和 Map。

一、Collection 接口

Collection 是一个单列集合，用于存储一组元素，不包含重复的键值对，但可以包含重复的元素（取决于具体的子接口）。常见的实现类包括：

1.List：

• 特性：有序集合，允许重复元素。维护插入顺序。
• 实现类：

ArrayList：基于动态数组实现，查询效率高，增删操作效率较低。

LinkedList：基于双向链表实现，增删操作效率高，查询效率较低。

Vector：线程安全的动态数组，性能较慢。

• 优点：有序，支持快速随机访问。

• 缺点：插入和删除元素可能影响性能。

2.Set：

• 特性：无序集合，不允许重复元素。

• 实现类：

HashSet：基于哈希表实现，查找效率高。

LinkedHashSet：保留插入顺序的哈希表。

TreeSet：基于红黑树实现，保持自然排序顺序或自定义比较器顺序。

• 优点：快速查找和唯一性。

• 缺点：无序性可能影响某些应用。

3.Queue：

• 特性：先进先出（FIFO）的集合，通常用于任务队列。

• 实现类：

ArrayDeque：高效双端队列。

LinkedList：可以作为队列使用。

• 优点：高效的插入和删除操作。

• 缺点：与栈结构混用可能导致误用。

二、Map 接口

Map 是一个键值对集合，提供了一种更灵活的数据存储方式。常见的实现类包括：

1.HashMap：

• 特性：基于哈希表实现，非线程安全。

• 优点：快速查找和插入操作。

• 缺点：不保证顺序，且可能有较高的内存消耗。

2.HashTable：

• 特性：线程安全的哈希表实现。
• 优点：适用于多线程环境。
• 缺点：性能较低，已被HashMap（线程安全版本ConcurrentHashMap）逐渐取代。

3.LinkedHashMap：

• 特性：保持插入顺序或最近使用顺序（LRU）。
• 优点：有序性有助于某些缓存场景。
• 缺点：内存消耗较高。

4.TreeMap：

• 特性：基于红黑树实现，键按自然顺序排序。
• 优点：有序查找和插入。
• 缺点：性能稍逊于HashMap，但适合需要排序的场景。

5.WeakHashMap：

• 特性：键使用弱引用，适用于内存敏感的环境。
• 优点：避免内存泄漏。
• 缺点：维护较困难，需特别处理键的存在性。

三、选择合适的集合

• List vs Set：当需要有序且允许重复元素时选List；否则选Set以保证唯一性和无序性。
• ArrayList vs LinkedList：随机访问频繁时用ArrayList，插入删除频繁且顺序不重要的场合用LinkedList。
• HashMap vs TreeMap：快速查找和无序操作选HashMap；有序键值对选TreeMap。
• 线程安全性：多线程环境使用ConcurrentHashMap或CopyOnWriteArraySet等高并发集合。

四、使用示例

1. 使用ArrayList

List list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
// 遍历元素
for (String str : list) {
    System.out.println(str);
}

2. 使用HashSet

Set set = new HashSet<>();
set.add(1);
set.add(2);
// 检查是否存在
if (set.contains(3)) {
    // 处理不存在的情况
} else {
    set.add(3);
}

3. 使用HashMap

Map map = new HashMap<>();
map.put("A", 1);
map.put("B", 2);
// 获取值
Integer value = map.get("A");
System.out.println(value);

五、性能优化

• 避免过度泛型化：使用无界的集合可能会影响性能，但现代JVM的处理较好。
• 选择合适的数据结构：根据需求选择List或Set，线程安全与否。
• 利用工具类：如Collections.sort()对集合进行排序，或使用数据流Stream提高操作效率。