一、前期基础知识储备
Java中的集合类包含的内容很多而且很重要，很多数据的存储和处理（排序，去重，筛选等）都需要通过集合类来完成。集合在Java开发和Android开发中都很常见，可能在实际开发中对某个或者某两个集合类比较熟悉，今天本节文章的目的就是分析Android开发中最为常见的集合类—ArrayList，同时普及下Java集合的类型，相互之间的区别及简单说明下集合和数组的区别。
（1）在Java中，集合的分类有两大分支：Collection；Map
Collection和Map中的关系和分支如上图所示，对于集合类的学习，要抓住学习的关键点，要不然类一多，就容易记混了。以下是个人总结的学习集合类的四个要点：
1）是否允许空
2）是否允许重复数据
3）是否有序，有序的意思是读取数据的顺序和存放数据的顺序是否一致
4）是否线程安全
Collection和Map的各自常用到的具体类和两者的简单区别如下图所示：
List、Set、Map是这个集合体系中最主要的三个接口。 List和Set继承自Collection接口。Map也属于集合系统，但和Collection接口不同。
Set不允许元素重复。HashSet和TreeSet是两个主要的实现类。Set 只能通过游标来取值，并且值是不能重复的。
List有序且允许元素重复。ArrayList、LinkedList和Vector是三个主要的实现类。 ArrayList 是线程不安全的， Vector 是线程安全的，这两个类底层都是由数组实现的； LinkedList 是线程不安全的，底层是由链表实现的
Map 是键值对集合。其中key列就是一个集合，key不能重复，但是value可以重复。HashMap、TreeMap和Hashtable是Map的三个主要的实现类。 HashTable 是线程安全的，不能存储 null 值 HashMap 不是线程安全的，可以存储 null 值。
（2）数组和集合的区别
1）数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数据（基本类型/引用类型）；
2）JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据，容量是动态变化的；
3）若程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。
数组和集合之间的转换：使用相应的toArray()和Arrays.asList()方法可以回想转换。
二、上代码，具体分析ArrayList
前面简单分析了常见的集合类和各自之间的关系，那么接下来我们具体看一下ArrayList，笔者做安卓开发的，所以接触比较多的是ArrayList，比如常见的和ListView、RecyclerView搭配使用，这些时候经常需要使用到ArrayList进行数据的填充。
（1）ArrayList定义即特点
ArrayList是一个其容量能够动态增长的动态数组。它继承了AbstractList，实现了List、RandomAccess, Cloneable,java.io.Serializable。 基本的ArrayList，①可以非常方便的做到随机访问元素；②但是在List中间插入和移除元素时较慢。③ArrayList的操作不是线程安全的！一般在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中一般使用Vector（和ArrayList90%相似度，而且是线程安全的）或者同步锁操作。
（2）ArrayList构造方法
①默认构造函数，该构造方法构造了一个空的链表。
ArrayList()
ArrayList list = new ArrayList(); //创建一个空数组链表
②capacity是ArrayList的初始容量大小，当增加数据导致链表溢出时，链表容量会自动添加上一次容量大小的一半，该方法构造了一个指定大小但内容为空的链表。
ArrayList(int capacity)
ArrayList<String> list = newArrayList<String>();//创建一个空的数组链表，用来存放String类型的对象。
③创建包含collection的ArrayList，该构造方法构造了一个包含指定元素集合的链表，注意，这里的字符E是一个标记，用来表示集合中元素的类型。
ArrayList(Collection<? extendsE>collection)
ArrayList<Integer> list = newArrayList<Integer>(7);//创建一个指定初始容量的数组链表。
（3）ArrayList常用方法
| ArrayList常用方法 |
对应作用 |
| add(Element e) |
增加方法：增加指定元素到链表尾部 |
| add(int index, Element e) |
增加方法：增加指定元素到链表指定位置 |
| remove(Element e) |
删除方法：删除链表中的指定元素 |
| remove(int index) |
删除方法：删除链表中指定位置的元素 |
| removeRange(int start, int end) |
删除链表中从某一个位置开始到某一个位置结束的元素 |
| clear() |
清空ArrayList |
| set(int index, E element) |
修改方法：将链表中指定位置上的元素替换成新元素 |
| get(int index) |
查询方法：获取链表中指定位置处的元素. |
| size() |
返回链表长度（链表包含元素的个数） |
ArrayList是用来存储和处理数据的，所以常用的操作方法和数据库的类似，包括增、删、改、查等方法，使用起来都比较简单。
（4）ArrayList遍历方式
①索引值遍历方法
for(int i = 0; i < arrayList.size();i++){
System.out.print(arrayList.get(i) + " ");
}
②加强for循环遍历方法
for(Integer number : arrayList){
System.out.print(number + " ");
}
需要说明的是，遍历ArrayList时，通过索引值遍历效率最高，加强for循环遍历次之。
PS：加强for循环是Java5之后引入的一种主要用于数据的增强型for循环，语法格式如下：
for(声明语句 : 表达式){
//代码句子
}
声明语句：声明新的局部变量，该变量的类型必须和数组元素的类型匹配。
表达式：表达式是要访问的数组名，或者是返回值为数组的方法。
（5）ArrayList转换为数组—toArray()的使用
有时候，当我们调用ArrayList中的 toArray()，可能遇到过抛出java.lang.ClassCastException异常的情况，这是由于toArray() 返回的是 Object[] 数组，将 Object[] 转换为其它类型(如，将Object[]转换为的Integer[])则会抛出java.lang.ClassCastException异常，因为Java不支持向下转型。
所以一般更常用的是使用另外的方法进行使用：
①第一种方式(最常用)
Integer[] integer = arrayList.toArray(new Integer[0]);
②第二种方式(容易理解)
Integer[] integer1 = newInteger[arrayList.size()];
arrayList.toArray(integer1);
（6）数组转化为集合—asList()的使用
复杂一点，自己写循环进行遍历：List<String> list=new ArrayList<String>();
for(int i=0;i<array.length;i++){ list.add(array[i]); }
简单一点，调用转化方法：List<String> list=Arrays.asList(array);
小结：
从上面的几个过程总结一下ArrayList的优缺点。ArrayList的优点如下：
1）ArrayList底层以数组实现，是一种随机访问模式，再加上它实现了RandomAccess接口，因此查找也就是get的时候非常快；
2）ArrayList在顺序添加一个元素的时候非常方便，只是往数组里面添加了一个元素；
不过ArrayList的缺点也十分明显：
1）删除元素的时候，涉及到一次元素复制，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能；
2）插入元素的时候，涉及到一次元素复制，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能；
因此，ArrayList比较适合顺序添加、随机访问的场景。
三、ArrayList线程非安全的解决办法
ArrayList是线程非安全的，这很明显，因为ArrayList中所有的方法都不是同步的，在并发下一定会出现线程安全问题。那么我们想要使用ArrayList并且让它线程安全怎么办？一个方法是用Collections.synchronizedList方法把你的ArrayList变成一个线程安全的List，比如：
ArrayList<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
synchronizedList.add("aaa");
synchronizedList.add("bbb");
for (int i = 0; i <synchronizedList.size(); i++){
System.out.println(synchronizedList.get(i));
}
第二种方法是使用线程安全的和ArrayList有90%相似度的Vector（速度慢，线程安全），常用的方法和ArrayList类似，代码如下：
public static void main(String[] args) {
Vector v = new Vector();
v.add("xxxx1");
v.add("xxxx2");
v.add("xxxx3");
v.add("xxxx4");
v.add("xxxx5");
v.set(2, "qqq");
v.remove(2);
System.out.println(v);
System.out.println(v.size());
System.out.println(v.isEmpty());
System.out.println(v.indexOf("xxxx1"));
System.out.println(v.get(3));
System.out.println(v.contains("xxxx51"));
v.clear();
System.out.println(v);
} 文章最后提一下，ArrayList、Vector、LinkedList三者之间的区别，这个也比较弄混：
1）ArrayList和Vector相似度90%，如前文所述，前者访问速度更快，后者线程安全；
2）ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，而LinkedList是基于链表的数据结构；
对于随机访问get和set，ArrayList优于LinkedList，因为ArrayList可以随机定位，而LinkedList要移动指针一步一步的移动到节点处。
对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，只需要对指针进行修改即可，而ArrayList要移动数据来填补被删除的对象的空间。