Иерархия коллекций в Java построена вокруг интерфейсов из пакета java.util, которые задают поведение различных типов коллекций, таких как списки, множества, очереди, карты и т.д.

Коллекции делятся на два больших семейства:

1. Коллекции (Collection) — представляют набор элементов.

2. Отображения (Map) — представляют пары ключ-значение.

Разберём полную структуру с пояснениями.

1. 🌿 Интерфейс Collection<E>

Это основной корневой интерфейс для всех коллекций (кроме Map).

Подтипы:

• List<E> — упорядоченные списки (с индексами)

• Set<E> — множества (уникальные элементы)

• Queue<E> — очереди (упорядоченная обработка)

• Deque<E> — двусторонние очереди

Примеры реализации:

• ArrayList, LinkedList — реализуют List

• HashSet, LinkedHashSet, TreeSet — реализуют Set

• PriorityQueue, ArrayDeque — реализуют Queue/Deque

2. Интерфейс Map<K, V>

Не подчиняется Collection, но часто рассматривается вместе с ней.

Хранит пары ключ-значение.

Подтипы:

• SortedMap<K, V> — поддерживает сортировку по ключу

• NavigableMap<K, V> — расширяет SortedMap (например, ceilingEntry, floorEntry)

Реализации:

• HashMap — быстрая, неупорядоченная

• LinkedHashMap — сохраняет порядок добавления

• TreeMap — сортирует по ключам

• WeakHashMap — ключи удаляются GC при отсутствии strong-ссылок

• ConcurrentHashMap — потокобезопасная

📊 Структура иерархии (упрощённая)

Iterable
|
Collection
/ | \\
List Set Queue
| | |
ArrayList HashSet PriorityQueue
LinkedList TreeSet ArrayDeque
Vector LinkedHashSet
Map
/ \\
SortedMap ConcurrentMap
| |
TreeMap ConcurrentHashMap

📋 Подробности по основным интерфейсам и реализациям

🔢 List<E>

• Упорядоченные, допускают дубли.

• Индексация элементов (get(int index)).

• Реализации:

  • ArrayList — быстрый доступ, медленные вставки в середину.

  • LinkedList — быстрые вставки/удаления, медленный доступ по индексу.

  • Vector — устаревший, синхронизированный.

✅ Set<E>

• Уникальные элементы.

• Без гарантии порядка (в HashSet) или с сортировкой (в TreeSet).

Реализации:

• HashSet — на базе HashMap, без порядка.

• LinkedHashSet — сохраняет порядок добавления.

• TreeSet — сортировка по Comparable или Comparator.

🌀 Queue<E> и Deque<E>

• Queue — для FIFO (First In First Out)

• Deque — двусторонняя очередь: поддерживает добавление/удаление с обеих сторон.

Реализации:

• PriorityQueue — элементы по приоритету.

• ArrayDeque — быстрая двусторонняя очередь (без null).

Map<K, V>

• Отдельно от Collection, но тесно связан.

Реализации:

• HashMap — самая популярная.

• LinkedHashMap — сохраняет порядок вставки.

• TreeMap — сортирует по ключам.

• ConcurrentHashMap — потокобезопасный.

• WeakHashMap — ключи могут удаляться GC.

🧵 Потокобезопасные коллекции

• Collections.synchronizedList(list), synchronizedMap(map) — обёртки

• CopyOnWriteArrayList, ConcurrentHashMap — специализированные

• Используются в многопоточной среде.

🧠 Итоги

• Все коллекции (кроме Map) наследуются от Collection<E>.

• Map<K, V> стоит отдельно, со своими подтипами.

• Есть богатый выбор реализаций с разной семантикой: упорядоченность, уникальность, производительность, потокобезопасность.

• Интерфейсы задают поведение, реализации — структуру хранения и оптимизацию.

Эта иерархия позволяет гибко выбирать нужный тип коллекции в зависимости от задачи: от простого списка до сложной, сортированной и безопасной в многопоточности карты.