List底层结构

List的实现类常用的用

• LinkedList
• ArrayList
• vector

LinkedList：线程不安全

底层结构是双向链表，开销在于需要存储结点信息以及结点指针信息。

双向链表是由三部分来组成的：prev、data、next

• prev:存储上一个节点的地址
• data：存储将要存储的数据
• next：存储下一个节点的地址

双向链表的排序方式是没有顺序的；当我们新增一个元素时，只需要修改前一个元素的next和后一个元素的prev即可，删除元素同理；这样使得LinkedList对于新增和删除的效率大大提高。但是查询数据时，需要一个一个的查找，直到找到为止，使得查询的效率变得很低

get和set慢，add和remove更新快。

ArrayList：线程不安全

底层结构是可变数组，开销在于List列表预留一定空间。

数组存在的位置为在JVM的堆中，用来存储固定大小同类型元素的。当新的元素需要存储时，会存储在最前面，所以每次存储新元素时，所有的元素都会向后移动位置。同理，删除一个元素时，数组中所有的元素都会向前移动位置，所以ArrayList对于增删的效率很低。

数组里面的元素占用的内存相同并且连续排列的。在查询时可以根据数组的下标来进行快速访问，所以ArrayList对于查询效率高。

get和set快，add和remove更新慢。

扩容机制：

1. 初始化容量10，初始最大容量Integer.MAX_VALUE - 8
2. 先判断，加了新数据之后，原来的容量能不能放下
3. 放不下的话，进入扩容方法
4. 原容量*1.5(newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1))
5. 新容量与minCapacity比较，取较大的值，即扩容一次还不够，就按需取容量
6. 如果新的容量超出了Integer.MAX_VALUE - 8，那就用Integer.MAX_VALUE

为什么Integer.MAX_VALUE - 8：

主要区别在于数组对象有一个额外的元数据，用于表示数组的大小。不只是数组的长度信息，还有数组对象的类信息还有同步信息

Vector：线程安全

大致与ArrayList保持一致，有以下几个区别

• 每个方法上都加了synchronized的关键字来保证线程安全，效率降低
• 扩容机制上，维护capacityIncrement增长系数，ArrayList是原容量*1.5，Vector采用newCapacity = oldCapacity + capacityIncrement > 0 ? capacityIncrement : oldCapacity。特就是说存在增长系数就直接加，没有的话就翻倍。

CopyOnWriteArrayList：线程安全

总体基于ArrayList，实现线程安全的方式：CopyOnWriteArrayList通过使用ReentrantLock锁来实现线程安全，写的时候获取副本进行修改，所以不影响读（读写分离）
区别在于：

• 初始容量是0，每次扩容空间刚好够用，不会有多余的空间
• 不能保证数据的实时一致性

Collections.SynchronizedList：线程安全

与Vector区别

• 扩容机制不同，SynchronizedList与ArrayList一致
• SynchronizedList锁代码块，并且可以选择锁的对象，Vector锁方法
• SynchronizedList进行遍历的时候要手动加锁，Vector不用
• SynchronizedList有很好的扩展和兼容功能。他可以将所有的List的子类转成线程安全的类。：LinkedList直接转成 SynchronizedList但不能转变成Vector，因为底层结构限制