2020-12-30

年轻人不讲武德，一起聊聊List集合（三）

猿医生 2020-12-28 16:15:45 1379 收藏 5

分类专栏： 集合源码系列 文章标签： java

最后发布:2020-12-28 16:15:45 首次发布:2020-12-28 16:15:45

版权

---

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;
}

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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);
}

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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];
}

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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;
}

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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：

1. src：为上述源数组；
2. srcPos：源数组要复制的起始位置为(index+1 = 0+1 = 1)
3. dest：为上述目标数组
4. destPos：目标数组放置的起始位置为(index=0)；
5. 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：

1. 底层为数组；
2. 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；
3. 通过下标去获取元素，故查询效率高，增删效率低；
4. 线程安全；
5. 有modCount；

---

2. ArrayList

不讲武德，一起聊聊List集合之ArrayList

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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

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~~   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…

年轻人不 讲 武德， 一起 聊聊 List 集合（一）

猿医ˉ生

12-24 7645

文章目录前言一、 List类图二、源码剖析1. Array List（此篇详解）2. Linked List3. Vector4. CopyOnWriteArray List~~   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…
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我要打十个年轻人，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

年轻人不 讲 武德， 一起 聊聊 List 集合

qq_2580123的博客

12-27 31

一、 List类图

二、源码剖析

ArrayList（此篇详解）

构造函数
// 默认值-空数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// ArrayList底层为数组 transient关键字：当前数组不能被序列化
transient Object[] elementData;

/**

• 构造函数
  */
  public ArrayList() {
  this.elementData =
  
  

  
		
 
  插入表情
  

    

        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
    
  
  

			

				
			
			
			
			
			
			

				
					
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年轻人不 讲 武德， 一起 聊聊 List 集合（二）

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最新评论

• 年轻人不讲武德，一起聊聊List集合（三）

  水巷石子: 文章很赞，作者辛苦了!

• 年轻人不讲武德，一起聊聊List集合（一）

  大团猿: 大佬写的太棒了！支持多更！

• 年轻人不讲武德，一起聊聊List集合（三）

  strive_day: 分析的很到位，学到了很多，谢谢分享！

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  帝都的雁: 细，不多说

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  雾进: 反手就是一个赞！

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2020年 17篇

2019年 41篇

2018年 32篇

目录

1. 文章目录
2. 前言
3. 一、List类图
4. 二、源码剖析
5. 1. 1. Vector（此篇详解）
   2. 2. ArrayList
   3. 3. LinkedList
   4. 4. CopyOnWriteArrayList
6. ~~   码上福利