Java集合类ArrayList、LinkedList、vector、SynchronizedList详解

时间：2022-07-11 17:01:44

集合类是Java中使用率比较高的类，平常总是会看源码，但看了又会忘记，今天专门记录一下，源码版本是JDK1.8的，本篇博客介绍的内容有ArrayList、LinkedList、Vetor、SynchronizedList、Set、Map

ArrayList

ArrayList可以理解为数组，平常的使用率很高

指定初始化容量大小

如果new的时候指定大小，那么按用户指定的大小进行初始化容量

未指定初始化容量大小

默认初始化大小

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

我们结合源代码来查看一下

public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

被初始化时，赋值右边的是一个空的对象数组。如下，

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

看一眼add函数，看看在它内部到底发生了什么。

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

看到这里第一步调用一个方法，这里是在对容量做一个检查，我们去看一眼

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

有没有看到第一行的话，elementData在默认初始化过程中被赋值为默认空对象数组，size的初值是0，所以这里会将其初始化为10

扩容策略

从代码中可以看出，容量扩充一半

int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

LinkedList

与ArrayList相对应，这是一个链表。
链表的每一个子部分都是一个节点，也就是Node
下面是Node的结构，可见是一个双向的。

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

对于链表来说，它不需要初始化容量，每增加一个新的节点，只需要将其加在链尾即可，当然也可以选择加在链首，这由用户如何调用封装好的函数决定。JDK开发人员还为我们封装了许多方法，需要可以直接调用。

LinkedList与ArrayList对比

ArrayList LinkedList
中间添加/删除 效率低
查找 大部分情况下快，可以指定位置直接访问

Vector

Vector自JDK1.0开始就出现了。
与ArrayList相比，最大的特点就是更加安全，在添加删除等操作时，加上了synchronized关键字，保证了操作的同步性。

指定初始化容量大小，扩容策略

如果new的时候指定大小，那么按用户指定的大小进行初始化容量，并且用户可以指定扩容大小。
下面我们看一下扩容函数grow的内容

int oldCapacity = elementData.length;
   int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0 ?  capacityIncrement : oldCapacity);

这里的变量capacityIncrement是用户可以在显示初始化Vector对象时，用户设定 的一个扩容数，我们可以看一眼代码，

public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)

我们可以看到这里是可以由用户指定的

未指定初始化容量大小

那么如果用户不去指定初始化容量的大小，初始化容量为10，默认会扩容为原容量的两倍。

在不需要保证同步性操作的情况下，普通的ArrayList即可满足需求。

SynchronizedList、Set、Map

在Collectiions类的下面有静态的线程安全的List、Set、Map内部静态类，我们来看看其中一个

public E get(int index) {
        synchronized (mutex) {return list.get(index);}
    }
    public E set(int index, E element) {
        synchronized (mutex) {return list.set(index, element);}
    }
    public void add(int index, E element) {
        synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
    }
    public E remove(int index) {
        synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
    }

我们可以看到这里上是将所有的涉及到数据的操作，没贴出来的还有equals操作，都使用了synchronized代码块，显式地上锁，这里用户可以在获取时传入某对象锁，默认使用其本身。
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