年轻人不讲武德，一起聊聊List集合（三）
文章目录
- 前言
- 一、List类图
- 二、源码剖析
-
- 1. Vector（此篇详解）
- 2. ArrayList
- 3. LinkedList
- 4. CopyOnWriteArrayList
- ~~ 码上福利
前言
业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随；
在码农的大道上，唯有自己强才是真正的强者，求人不如求己，静下心来，开始思考…
今天一起来聊一聊 List集合，看到这里，笔者懂，大家莫慌，先来宝图镇楼 ~
年轻人，不讲武德，敢偷袭我老同志，耗子尾汁…
咳咳… 相信大家满脑子的ArrayList已被保国爷爷经典的画面以及台词冲淡了，那么，目的已达到，那我们言归正传，对于屏幕前帅气的猿友们来说，ArrayList，LinkedList，Vector，CopyOnWriteArrayList… 张口就来，闭眼能写，但是呢，我相信大部分的猿友们并没有刨根问底真正去看过其源码，此时，笔者帅气的脸庞似有似无洋溢起一抹微笑，毕竟是查看过源码的猿，就是那么的不讲武德，吃我一记闪电五连鞭，话不多说，来吧，展示…
一、List类图
二、源码剖析
1. Vector（此篇详解）
在讲Vector集合之前呢，有必要嘱咐屏幕前的猿友一声，其实呢，Vector集合与ArrayList集合基本类似，但也存在差异，重点在于其对应构造以及新增、获取、删除方法，一定要认真仔细观阅，希望再文章末尾，猿友们已自行找出其两者异同点；
- 构造函数
// Vector底层为数组
protected Object[] elementData;
// 自定义扩容增量
protected int capacityIncrement;
/**
* 无参构造
*/
public Vector() {
this(10);
}
/**
* 有参构造一
* @param initialCapacity：指定数组初始容量
*/
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
/**
* 有参构造二
* @param initialCapacity
* @param capacityIncrement：指定自定义扩容增量，后续扩容中有具体体现
*/
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
// 父类AbstractList无参构造 - 无具体实现
super();
// 数组初始容量校验
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
// 初始化数组 - length:10
this.elementData = new Object[initialCapacity];
// 设置自定义扩容增量
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
从源码中可以看出，上述构造方法中，不论是无参构造方法，还是有参构造方法一最终都会调用有参构造方法二，其包含两个参数（initialCapacity：数组初始容量，capacityIncrement：自定义扩容增量）；
结论：
构造初始化对象，初始化数组，默认length为10，自定义扩容增量默认为0；
- add() - 添加元素方法
// 记录对Vector操作次数
protected transient int modCount = 0;
// 记录数组元素个数
protected int elementCount;
// Vector最大元素个数
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 入口 - synchronized修饰：线程安全
*/
public synchronized boolean add(E e) {
// 操作次数++
modCount++;
// 对数组进行扩容
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
// 数组添加元素
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
// 判断是否需要进行扩容 minCapacity：第一次add为(0+1)=1
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// 最小容量-数组长度>0：需要进行扩容
// 第1次add时：1-10 < 0，无需扩容
// 第11次add时：11-10 > 0，需进行扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0) {
// 具体扩容方法
grow(minCapacity);
}
}
// 具体扩容方法
private void grow(int minCapacity) {
// 获取数组长度
int oldCapacity = elementData.length;
// 计算新的数组容量；capacityIncrement：自定义扩容增量，用户可通过有参构造自定义其值，默认为0
// 当用户自定义capacityIncrement且值大于0，扩容后数组容量为：数组长度+capacityIncrement
// 反之(包含：用户自定义但值<=0 或 用户未定义)，扩容后数组容量为：数组长度+数组长度，即扩容后为之前数组长度的2倍
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);
// 判断如果扩容后长度-最小容量<0,扩容后的长度为最小容量，此判断作用于第一次添加元素时
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 计算扩容后长度最大值，最大值为Integer的最大值(2^31-1)
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
if (minCapacity < 0)
throw new OutOfMemoryError();
newCapacity = (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
}
// 使用 Arrays.copyOf 对我们数组容量实现扩容
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
从源码中可以看出，添加元素时且会对数组进行扩容；
知识点：
第一次扩容是在第11次add时，此时分为两种情况：
- 1.用户自定义capacityIncrement且值大于0时：数组长度扩容为(当前数组长度+capacityIncrement)，之后每次扩容遵循此规则；
- 2.用户未定义capacityIncrement(代表默认情况下) 或 用户自定义capacityIncrement且值小于等于0时：数组长度扩容为(当前数组长度+当前数组长度)，之后每次扩容遵循此规则；
结论：
默认情况下，每次扩容后为之前数组长度的2倍；
最大值：Integer最大值(2^31-1)，最小值：10；
- get() - 获取元素方法
/**
* 入口 - synchronized修饰：线程安全
*/
public synchronized E get(int index) {
// 校验是否越界
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
// so easy：通过下标获取元素
return elementData(index);
}
// 通过下标获取元素
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
从源码中可以看出，获取元素时就是获取数组元素，通过下标直接获取即可；
- remove() - 删除元素方法
/**
* 入口 - synchronized修饰：线程安全
*/
public synchronized E remove(int index) {
// 操作次数++
modCount++;
// 校验下标是否越界
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
// 获取要删除的元素
E oldValue = elementData(index);
/**
* public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length);
* 说明此方法参数作用：
* src：源数组
* srcPos：源数组要复制的起始位置
* dest：目的数组
* destPos：目的数组放置的起始位置
* length：复制的长度
*/
// 对应参数中length
int numMoved = elementCount - index - 1;
// 删除元素其实就是一个数组整体移动的过程，再将最后一个元素置空即可
if (numMoved > 0) {
// 此每个参数都需各位猿友细品下，慢慢来，只是一个过程... 如此如此，这般这般，暖男的我在下方提供图，便于猿友们理解
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
}
// 将最后一个元素置空，如只有一个元素，置空即可，便于GC工作
elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
// 返回删除的元素值
return oldValue;
}
相信猿友们已经看出来了，Vector的删除元素方法与ArrayList的删除元素方法是一样的，而且除了删除元素方法，其增加元素方法、获取元素方法也都是很相似的；
从源码中可以看出，删除元素实则为数组移动覆盖的过程，已下图为例，便于大家理解：
- 源数组：
- 目标数组(删除元素后的数组)：
- 删除下标为0的元素(不)
结合 arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)来讲，可得知：
- src：为上述源数组；
- srcPos：源数组要复制的起始位置为(index+1 = 0+1 = 1)
- dest：为上述目标数组
- destPos：目标数组放置的起始位置为(index=0)；
- length：复制的长度为(size-index-1 = 4-0-1 = 3)
- 过程演示：
- 划重点：
相信之前没仔细研究过的猿友们，对Vector删除元素大概过程已有一些了解；
但对于有经验的开发猿来说，笔者大概能猜到两种，一种是一心追随本心道心坚固的猿友，另一种呢就是追求大道审视局势的猿友；
前者：看到这里，不论是从笔者的描述还是图文结合的理解，貌似有一定的道理，但当时的我看并不是如此，既然是arraycopy，那就不应该是移动覆盖，而是重新复制一个新数组。
后者：我当时查阅源码好像觉得也并不是这样的，记得也是复制一个新数组，而不是移动覆盖。但笔者描述确又很在理，难道…遗漏了什么？
邪魅一笑，嘴角微起，来吧，展示…
其实嘛，大家说的都没错，实际上确实是复制新的数组，但Vector这里，源数组和目标数组是用一个呢.
哎…人生么，如此这般，细节决定成败。
- Vector总结：
- 底层为数组；
- 构造初始化，数组为空数组，集合size为0，数组length为0；
第一次扩容也就是第11次add时：默认情况下，数组长度length扩容为20，集合size为11；
默认情况下，之后每次扩容遵循此规则，oldCapacity + oldCapacity，故每次扩容为之前数组长度的2倍；
最大值：Integer最大值2147483647(2^31-1)，最小值：10；- 通过下标去获取元素，故查询效率高，增删效率低；
- 线程安全；
- 有modCount；
2. ArrayList
不讲武德，一起聊聊List集合之ArrayList
3. LinkedList
不讲武德，一起聊聊List集合之LinkedList
4. CopyOnWriteArrayList
不讲武德，一起聊聊List集合之CopyOnWriteArrayList
~~ 码上福利
大家好，我是猿医生：
在码农的大道上，唯有自己强才是真正的强者，求人不如求己，静下心来，扫码一起学习吧…
