java源码品读（8）— ArrayList（二）

紧接上一篇，ArrayList中已经指定存放数据的方式是数组，那么迭代器的实现就可以更加的具体，下面我们就来看看ArrayList中的这些具体实现。

首先是获取迭代器的几个方法

• iterator()
• listIterator()、listIterator(final int index)
  获取的方法跟AbstractList的获取方式几乎一致，这里源码就不再贴出，稍有不同的是ListItr的和Itr的实现方式
  以Itr的next方法为例：

public E next() {
    checkForComodification();
    int i = cursor;
    if (i >= size)
        throw new NoSuchElementException();
    Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
    if (i >= elementData.length)
        throw new ConcurrentModificationException();
    cursor = i + 1;
    return (E) elementData[lastRet = i];
}

获取元素的方式比AbstractList的要更加具体，其他的跟AbstractList中的套路差不多。
但是ArrayList中的Itr多实现了一个方法forEachRemaining：

@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void forEachRemaining(Consumersuper E> consumer) {
    Objects.requireNonNull(consumer);
    final int size = ArrayList.this.size;
    int i = cursor;
    if (i >= size) {
        return;
    }
    final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
    if (i >= elementData.length) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
    while (i != size && modCount == expectedModCount) {
        consumer.accept((E) elementData[i++]);
    }
    //在迭代结束时更新一次，以减少堆写流量，而不是每次进行更新
    cursor = i;
    lastRet = i - 1;
    checkForComodification();
}

也就是说，ArrayList的迭代器也是支持JDK1.8的函数式编程的，支持lambda表达式

listIterator()获取的ListItr同样跟AbstractList中ListItr思路基本一致，只是获取的方式略有不用。

• subList(int fromIndex, int toIndex)
  subList方法同样是一个自我实现的内部类

public List subList(int fromIndex, int toIndex) {
    subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
    return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
}

与AbstractList中的subList不同的是获取元素的方式更加便捷及listIterator方法获取的迭代器同样支持1.8的函数式编程，具体的代码跟上面贴出的forEachRemaining源码几乎一致，只多一个子List中多出来的一个offset偏移量的概念。

• forEach(Consumer action)
  ArrayList中的forEach方法改动相对较多，或者说是更加的细化了

//Iterable中的forEach方法，只检验非空，之后便对每一个元素进行函数式的执行
default void forEach(Consumersuper T> action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    for (T t : this) {
        action.accept(t);
    }
}

//ArrayList中的forEach方法不仅检验了非空，还加入了list中的fail-fast机制，来确保数据的安全性
@Override
public void forEach(Consumersuper E> action) {
    Objects.requireNonNull(action);
    final int expectedModCount = modCount;
    @SuppressWarnings("unchecked")
    final E[] elementData = (E[]) this.elementData;
    final int size = this.size;
    for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
        action.accept(elementData[i]);
    }
    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

• sort(Comparator c)、replaceAll(UnaryOperator operator)

@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void sort(Comparatorsuper E> c) {
    final int expectedModCount = modCount;
    Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
    modCount++;
}

@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void replaceAll(UnaryOperator operator) {
    Objects.requireNonNull(operator);
    final int expectedModCount = modCount;
    final int size = this.size;
    for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
        elementData[i] = operator.apply((E) elementData[i]);
    }
    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
    modCount++;
}

两个方法实现的方式大致相同，都在原有的基础上加入了fail-fast机制来保证在使用迭代器的时候，集合元素不发生变化。

• removeIf(Predicate filter)

@Override
public boolean removeIf(Predicatesuper E> filter) {
    Objects.requireNonNull(filter);
    // 任何元素在判断是否移除的过程中发生异常就会让原集合保持原样
    int removeCount = 0;
    final BitSet removeSet = new BitSet(size);
    final int expectedModCount = modCount;
    final int size = this.size;
    for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        final E element = (E) elementData[i];
        if (filter.test(element)) {
        //当元素符合删除的要求时会把元素的下标加入到待删除集合中
            removeSet.set(i);
            removeCount++;
        }
    }
    //删除前保证数据的安全性
    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
    //将未删除的元素移动到
    final boolean anyToRemove = removeCount > 0;
    if (anyToRemove) {
        final int newSize = size - removeCount;
        //移除要删除的元素，逐个替换
        for (int i=0, j=0; (i < size) && (j < newSize); i++, j++) {
            i = removeSet.nextClearBit(i);
            elementData[j] = elementData[i];
        }
        //需要保留的元素替换完之后剩下的元素置为null
        for (int k=newSize; k < size; k++) {
            elementData[k] = null;
        }
        this.size = newSize;
        //双重检验确保数据正确性
        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        modCount++;
    }

    return anyToRemove;
}

removeif的实现改动相对较大，Collection中的removeif使用迭代器进行删除，一旦元素被删除即使中间出现异常的情况，也不会恢复到原来为修改的样子，ArrayList中的removeif的实现类似有我们日常所用到的事务，一旦条件检验的过程中出现异常，那么会保持原集合的元素不发生改变，而且bitset的使用相当巧妙有兴趣的同学可以了解一下。

• spliterator()

@Override
public Spliterator spliterator() {
    return new ArrayListSpliterator<>(this, 0, -1, 0);
}

返回一个新实现的可分割迭代器，或者说是叫并行的迭代器，大大加强并行处理能力，jdk1.8中的集合框架中的数据结构都默认实现了spliterator，下一个部分我们会连同spliterator接口和ArrayListSpliterator一并细说。