顧名思義，util是utility的縮寫，所以util包是java中最實用的工具包。

util包的架構(gòu)如下圖所示：
　　　　　　　　　　　┌java.util.BitSet
　　　　　　　　　　　│java.util.Calendar
　　　　　　　　　　　│　　　　　　└java.util.GregorianCalendar
　　　　　　　　　　　│java.util.Date
　　　　　　　　　　　│java.util.Dictionary
　　　　　　　　　　　│　　　　　　└java.util.Hashtable
　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　　　└java.util.Properties
　　　　　　　　　　　│java.util.EventObject
　　　　　　　　　　　│java.util.ResourceBundle
　　　　　　　┌普通類┤　　　　　　├java.util.ListResourceBundle
　　　　　　　│　　　│　　　　　　└java.util.PropertyResourceBundle
　　　　　　　│　　　│java.util.Local
　　　　　　　│　　　│java.util.Observable
　　　　　　　│　　　│java.util.Random
　　　　　　　│　　　│java.util.StringTokenizer
　　　　　　　│　　　│java.util.Vector
　　　　　　　│　　　│　　　　　　└java.util.Stack
　　Java.util--┤　　　└java.util.TimeZone
　　　　　　　│　　　　　　　　　　└java.util.SimpleTimeZone
　　　　　　　│　　　┌java.util.Enumeration
　　　　　　　├接　口┤java.util.EventListener
　　　　　　　│　　　└java.util.Observer
　　　　　　　│　　　┌java.util.EmptyStackException
　　　　　　　└異常類┤java.util.MissingResourceException
　　　　　　　　　　　│java.util.NoSuchElementException
　　　　　　　　　　　└java.util.TooManyListenersException
其實我們通過觀察Java Platform SE 8，util包的接口和類遠遠不止這么些，抽時間我會把這幅圖補充完善，還是一樣，我們將注意力集中在幾個重要的類上，需要說明的是我們講解的類可能這幾個類上面這幅結(jié)構(gòu)圖沒有體現(xiàn)。

util包描述為：
包含集合框架、遺留的 collection 類、事件模型、日期和時間設施、國際化和 各種實用工具類（字符串標記生成器、隨機數(shù)生成器和位數(shù)組、日期Date類、堆 棧Stack類、向量Vector類等）。集合類、時間處理模式、日期時間工具等各類常 用工具包所以說util是包羅萬象的。我們參照Java Platform SE 8中挑出來比較重要的進行講解。

Collection接口

可以發(fā)現(xiàn)幾乎所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類都實現(xiàn)了該接口，而且Collection是最基本的集合接口，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。它也提供了對集合進行操作的基本方法，例如：size(), remove(), isEmpty()等等。

collection的接口摘要如下圖所示：
Collection
├List
│├--LinkedList
│├--ArrayList
│└--Vector
│　└-Stack
└Set
前面已經(jīng)說過，java不提供直接繼承collection接口的類，所以我們使用的類只能繼承其子接口，那么我們來簡單的看一下：

List（鏈表）接口

List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標）來訪問List中的元素，這類似于Java的數(shù)組。和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。

除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個ListIterator接口，和標準的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許添加，刪除，設定元素，還能向前或向后遍歷（雙向鏈表）。

實現(xiàn)List接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類

LinkedList實現(xiàn)了List接口，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。（所以大家可以嘗試自己寫一下用鏈表實現(xiàn)隊列、棧、和雙向隊列，核心是弄明白進出規(guī)則）

注意LinkedList沒有同步方法。如果多個線程同時訪問一個List，
則必須自己實現(xiàn)訪問同步。一種解決方法是在創(chuàng)建List時構(gòu)造一個同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

我們有必要對上面的注釋內(nèi)容再做進一步的解釋：

可能會覺得接口和類的概念會讓人混淆，Collections實際上就是一個為    
Collection接口服務的工具類，通過查看Java Platform SE 8可以發(fā)現(xiàn)，
它里面包含的全部都是靜態(tài)方法，而這些方法的功能，則全部都是為
Collection中的元素服務的。同時也提供了上文中所提到的原子性的同步操   
作。

ArrayList類

ArrayList實現(xiàn)了可變大小的數(shù)組。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。size，isEmpty，get，set方法運行時間為常數(shù)。但是add方法開銷為分攤的常數(shù)，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運行時間為線性。每個ArrayList實例都有一個容量（Capacity），即用于存儲元素的數(shù)組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長算法并沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Vector類
Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector創(chuàng)建的Iterator，雖然和ArrayList創(chuàng)建的Iterator是同一接口，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個線程改變了Vector的狀態(tài)（例如，添加或刪除了一些元素），這時調(diào)用Iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類
Stack繼承自Vector，實現(xiàn)一個后進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆棧使用?；镜膒ush和pop方法，還有peek方法得到棧頂?shù)脑?，empty方法測試堆棧是否為空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。

Set接口
Set是一種不包含重復的元素的Collection，即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個null元素。
很明顯，Set的構(gòu)造函數(shù)有一個約束條件，傳入的Collection參數(shù)不能包含重復的元素。
請注意：必須小心操作可變對象（Mutable Object）。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態(tài)導致Object.equals(Object)=true將導致一些問題。

Map接口
請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個value。Map接口提供3種集合的視圖，Map的內(nèi)容可以被當作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

Hashtable類
Hashtable繼承Map接口，實現(xiàn)一個key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對象都可作為key或者value。
添加數(shù)據(jù)使用put(key, value)，取出數(shù)據(jù)使用get(key)，這兩個基本操作的時間開銷為常數(shù)。
Hashtable通過initial capacity和load factor兩個參數(shù)調(diào)整性能。通常缺省的load factor 0.75較好地實現(xiàn)了時間和空間的均衡。增大load factor可以節(jié)省空間但相應的查找時間將增大，這會影響像get和put這樣的操作。
所以要理解好上面這句話，就應該熟悉hashtable的實現(xiàn)原理，這也屬于基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

使用Hashtable的簡單示例如下，將1，2，3放到Hashtable中，他們的key分別是”one”，”two”，”three”：
Hashtable numbers = new Hashtable();
numbers.put(“one”, new Integer(1));
numbers.put(“two”, new Integer(2));
numbers.put(“three”, new Integer(3));
要取出一個數(shù)，比如2，用相應的key：
Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
System.out.println(“two = ” + n);

由于作為key的對象將通過計算其散列函數(shù)來確定與之對應的value的位置，因此任何作為key的對象都必須實現(xiàn)
hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object，如果你用自定義的類當作key的話，
要相當小心，按照散列函數(shù)的定義，如果兩個對象相同，即obj1.equals(obj2)=true，則它們的hashCode必須
相同，但如果兩個對象不同，則它們的hashCode不一定不同，如果兩個不同對象的hashCode相同，這種現(xiàn)象稱為沖突
沖突會導致操作哈希表的時間開銷增大，所以盡量定義好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。

如果相同的對象有不同的hashCode，對哈希表的操作會出現(xiàn)意想不到的結(jié)果（期待的get方法返回null），要避免這種問題，只需要牢記一條：要同時復寫equals方法和hashCode方法，而不要只寫其中一個。
Hashtable是同步的。除此之外還有就是null值是否可以存在，是它與Hashmap的兩大區(qū)別
在《ICPC點滴》中我會講解哈希化的優(yōu)化方法

HashMap類
HashMap和Hashtable類似，不同之處在于HashMap是非同步的，并且允許null，即null value和null key。，但是將HashMap視為Collection時（values()方法可返回Collection），其迭代子操作時間開銷和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相當重要的話，不要將HashMap的初始化容量設得過高，或者load factor過低。

所以說到這里，我們要對Collection接口中的與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的接口總結(jié)一下：

如果涉及到堆棧，隊列等操作，應該考慮用List，
對于需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，
如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。
如果程序在單線程環(huán)境中，或者訪問僅僅在一個線程中進行，考慮非同步的類，其效率較高， 如果多個線程可能同時操作一個類，應該使用同步的類。
要特別注意對哈希表的操作，作為key的對象要正確復寫equals和hashCode方法。(尤指自己編寫key的時候)
下面這一點非常非常重要，這也解釋了為什么上面我們在討論同步性時候利用Collections給出的代碼返回的是接口(List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));)的原因：
盡量返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不用改變。這就是針對抽象編程。

同步性
Vector是同步的。這個類中的一些方法保證了Vector中的對象是線程安全的。而ArrayList則是異步的，因此ArrayList中的對象并不是線程安全的。因為同步的要求會影響執(zhí)行的效率，所以如果你不需要線程安全的集合那么使用ArrayList是一個很好的選擇，這樣可以避免由于同步帶來的不必要的性能開銷。

數(shù)據(jù)增長
從內(nèi)部實現(xiàn)機制來講ArrayList和Vector都是使用數(shù)組(Array)來控制集合中的對象。當你向這兩種類型中增加元素的時候，如果元素的數(shù)目超出了內(nèi)部數(shù)組目前的長度它們都需要擴展內(nèi)部數(shù)組的長度，Vector缺省情況下自動增長原來一倍的數(shù)組長度，ArrayList是原來的50%,所以最后你獲得的這個集合所占的空間總是比你實際需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的數(shù)據(jù)那么使用Vector有一些優(yōu)勢，因為你可以通過設置集合的初始化大小來避免不必要的資源開銷。

使用模式
在ArrayList和Vector中，從一個指定的位置（通過索引）查找數(shù)據(jù)或是在集合的末尾增加、移除一個元素所花費的時間是一樣的，這個時間我們用O(1)表示。但是，如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花費的時間會呈線形增長：O(n-i)，其中n代表集合中元素的個數(shù)，i代表元素增加或移除元素的索引位置。為什么會這樣呢？以為在進行上述操作的時候集合中第i和第i個元素之后的所有元素都要執(zhí)行位移的操作。這一切意味著什么呢？
這意味著，你只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素，那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是其他操作，你最好選擇其他的集合操作類。比如，LinkList集合類在增加或移除集合中任何位置的元素所花費的時間都是一樣的?O(1)，但它在索引一個元素的使用缺比較慢－O(i),其中i是索引的位置.使用ArrayList也很容易，因為你可以簡單的使用索引來代替創(chuàng)建iterator對象的操作。LinkList也會為每個插入的元素創(chuàng)建對象，所以你要明白它也會帶來額外的開銷。

最后，在《Practical Java》一書中Peter Haggar建議使用一個簡單的數(shù)組（Array）來代替Vector或ArrayList。尤其是對于執(zhí)行效率要求高的程序更應如此。因為使用數(shù)組(Array)避免了同步、額外的方法調(diào)用和不必要的重新分配空間的操作。這本書也是強烈推薦大家看一看的書籍。