ArrayList/Vector 的底层分析
ArrayList
ArrayList
实现于 List
、RandomAccess
接口。可以插入空数据,也支持随机访问。
ArrayList
相当于动态数据,其中最重要的两个属性分别是:elementData
数组,以及 size
大小。
在调用 add()
方法的时候:1
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5public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
- 首先进行扩容校验。
- 将插入的值放到尾部,并将 size + 1 。
如果是调用 add(index,e)
在指定位置添加的话:1
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10public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//复制,向后移动
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
- 也是首先扩容校验。
- 接着对数据进行复制,目的是把 index 位置空出来放本次插入的数据,并将后面的数据向后移动一个位置。
其实扩容最终调用的代码:1
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11private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
也是一个数组复制的过程。
由此可见 ArrayList
的主要消耗是数组扩容以及在指定位置添加数据,在日常使用时最好是指定大小,尽量减少扩容。更要减少在指定位置插入数据的操作。
序列化
由于 ArrayList 是基于动态数组实现的,所以并不是所有的空间都被使用。因此使用了 transient
修饰,可以防止被自动序列化。
1 | transient Object[] elementData; |
因此 ArrayList 自定义了序列化与反序列化:
1 | private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) |
当对象中自定义了 writeObject 和 readObject 方法时,JVM 会调用这两个自定义方法来实现序列化与反序列化。
从实现中可以看出 ArrayList 只序列化了被使用的数据。
Vector
Voctor
也是实现于 List
接口,底层数据结构和 ArrayList
类似,也是一个动态数组存放数据。不过是在 add()
方法的时候使用 synchronize
进行同步写数据,但是开销较大,所以 Vector
是一个同步容器并不是一个并发容器。
以下是 add()
方法:1
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6public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
以及指定位置插入数据:1
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14public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}
public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
modCount++;
if (index > elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = obj;
elementCount++;
}