HashSet，TreeSet和LinkedHashSet的區別

1. Set接口

• Set不容許包含相同的元素，若是試圖把兩個相同元素加入同一個集合中，add方法返回false。
• Set判斷兩個對象相同不是使用==運算符，而是根據equals方法。也就是說，只要兩個對象用equals方法比較返回true，Set就不會接受這兩個對象。

2. HashSet

HashSet有如下特色：

• 不能保證元素的排列順序，順序有可能發生變化
• 不是同步的，集合元素能夠是null

當向HashSet集合中存入一個元素時，HashSet會調用該對象的hashCode()方法來獲得該對象的hashCode值，而後根據hashCode值來決定該對象在HashSet中存儲位置。簡單的說，HashSet集合判斷兩個元素相等的標準是兩個對象經過equals方法比較相等，而且兩個對象的hashCode()方法返回值相等。

注意，若是要把一個對象放入HashSet中，重寫該對象對應類的equals方法，也應該重寫其hashCode()方法。其規則是若是兩個對象經過equals方法比較返回true時，其hashCode也應該相同。

3. LinkedHashSet

• LinkedHashSet與HashSet的不一樣之處在於，LinkedHashSet維護着一個運行於全部條目的雙重連接列表。此連接列表定義了迭代順序，該迭代順序可爲插入順序或是訪問順序。
• LinkedHashSet集合一樣是根據元素的hashCode值來決定元素的存儲位置。

4. TreeSet

• TreeSet是SortedSet接口的惟一實現類，TreeSet能夠確保集合元素處於排序狀態。
• TreeSet支持兩種排序方式，天然排序和定製排序，其中天然排序爲默認的排序方式。向TreeSet中加入的應該是同一個類的對象。
• TreeSet判斷兩個對象不相等的方式是兩個對象經過equals方法返回false，或者經過CompareTo方法比較沒有返回0

天然排序根據排序元素的CompareTo（Object obj）方法來比較元素之間大小關係，而後將元素按照升序排列。
Java提供了一個Comparable接口，該接口裏定義了一個compareTo(Object obj)方法，該方法返回一個整數值，實現了該接口的對象就能夠比較大小。
obj1.compareTo(obj2)方法若是返回0，則說明被比較的兩個對象相等，若是返回一個正數，則代表obj1大於obj2，若是是負數，則代表obj1小於obj2。
若是咱們將兩個對象的equals方法老是返回true，則這兩個對象的compareTo方法返回應該返回0。若是要定製排序，應該使用Comparator接口，實現int compare(To1,To2)方法

5. 性能分析

• HashSet用的哈希表，開一個大數組，用哈希值映射到下標上，會有衝突，只有裝填因子小的時候性能纔好；
• HashSet要留額外空間，佔內存大，數據頻繁插入的時候可能會不斷觸發Array Copy，可是讀寫性能通常很快；
• TreeSet底層用紅黑樹實現，讀寫性能差一些，但不存在Array Copy問題，而且不佔用額外的不存儲數據的空間；
• 通常來講空間換時間或者時間換空間。HashSet的查找代價爲O(1)，TreeSet爲O(logn)；
• TreeSet的設計自己不是爲了空間時間的問題，而是爲了有序。所以它的插入及查找操做的代價都大於HashSet；

• HashSet性能要好於TreeSet(特別是最經常使用的添加、查詢元素等操做)，由於TreeSet須要額外的紅黑樹算法維護集合元素的次序。

• LinkedHashSet對於普通的插入，刪除操做比HashSet要略微慢一點，這是由維護鏈表所帶來的額外開銷形成的，但因爲有了鏈表，遍歷LinkedHashSet會更快；

• EnumSet是全部Set實現類中性能最好的，但它只能保存同一個枚舉類的枚舉值做爲集合元素；

6. 線程安全

注意：Set的三個實現類HashSet、TreeSet和EnumSet都是線程不安全的。
若是有多個線程同事訪問一個Set集合，而且有超過一個線程修改了該Set集合，則必須手動保證該Set集合的同步。

• 解決：一般經過Collections工具類的synchronizedSortedSet方法來「包裝」該Set集合。
• 注意：此操做最好在建立時進行，以防止對Set集合的意外非同步訪問。
• 示例：SortedSet set = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet());

Collections 工具類其餘同步方法：

• synchronizedCollection(Collection<T> c)
  這個方法返回一個同步的（線程安全的）集合的指定集合的支持。
• synchronizedList(List<T>list)
  這個方法返回由指定列表支持的同步（線程安全的）列表。
• synchronizedMap（Map<K,V> m）
  這個方法返回一個同步的（線程安全）由指定映射支持。
• synchronizedSet（Set<T> s）
  這個方法返回一個同步的（線程安全的）集由指定set支持。
• synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m)
  這個方法返回一個同步的（線程安全的）有序映射所指定的有序映射支持
• synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s)
  這個方法返回一個同步的（線程安全的）有序set由指定的有序set支持。
• synchronizedNavigableMap(NavigableMap<K,V> m)（JDK1.8）
• synchronizedNavigableSet(NavigableSet<T> s)（JDK1.8）

7. 快速失敗

什麼是集合迭代器快速失敗行爲？以ArrayList爲例，在多線程併發狀況下，若是有一個線程在修改ArrayList集合的結構（插入、移除...），而另外一個線程正在用迭代器遍歷讀取集合中的元素，此時將拋出ConcurrentModificationException異常當即中止迭代遍歷操做，而不須要等到遍歷結束後再檢查有沒有出現問題；

• Collection類返回一個Iterator以後，其實會建立一個指向原來對象的單鏈索引表，當原來的對象數量發生變化的時候，這個單鏈索引表的內容不會同步改變，因此當索引指針日後移動的時候，找不到要找的對象，就會按照fail-fast原則（快速失敗原則），Iterator立刻跑出java.util.ConcurrentModificationException異常。換一個說法，也就是，在Iterator工做的時候，是不容許被迭代的對象改變的。
• 避免拋出這個異常的方法是：不使用Collection自身的remove()方法，而使用Iterator自己的方法remove()來刪除對象，由於這樣子能夠刪掉原對象，同時當前迭代對象的索引也獲得同步。