java集合与底层实现（中）_java 集合存底层储方式

集合 List

特点：有序（存储顺序和取出顺序一致），可重复
ArrayLIst 数据结构是数组，线程不安全
LinkedList 数据结构是链表，线程不安全（双向链表方便实现往前遍历）
Vector 数据结构是数组，线程安全
copyOnWriteList 并发容器，线程安全（COW设计模式）

ArrayList解析

• ArrayList底层为一个数组，内部有扩容的概念，初始容量为10，每次扩容增加原先容量的一半（1.5倍）实现了”动态“增长
• ArrayList是基于动态数组实现的，在增删的时候，需要数组的拷贝复制
• 删除元素时不会减少容量，若希望减少则调用trimToSize（）
• 它不是线程安全的，能存放null

1. Add(E e)方法
   首先检查一下数组的容量是否足够，足够则直接添加，不够扩容，扩容到原来的1.5倍，第一次扩容后，如果容量还是小于minCapacity，就将容量扩容为minCapacity
2. Add（int index，E e）
   检查角标是否越界，空间检查，如果有需要进行扩容，调用arraycopy（）来进行插入（在高性能的jvm中，会对这种intrinsic method进行特殊优化处理，达到高效执行数组拷贝）
3. get（int index）以及set（int index,E e）
   检查角标，返回元素/替代元素（会返回旧值）
4. remove（int index）
   检查角标，计算出需要移动的个数，并移动、删除元素，elementData[—size] = null; 设置为null，让GC回收

Vector

• Vector底层也是数组，它是线程安全
• 如果想要ArrayList实现同步，可以使用Collections的方法：List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(…));，就可以实现同步
• Vector扩容原来的1倍，arrayList扩容原来的0.5倍

LinkedLIst

• 底层是双向链表
• linkedList实现了deque接口，我们可以操作linkedList像操作队列和栈一样

1. add（E e）方法
   往链表最后添加元素

final node temp = last；
final newNode = new Node（）；
last = newNode；
l.next = newNode;
Size++;
1
2
3
4
5

2. remove(Object o)
   
3. get(int index) 、set（int index，E e）
   通过传入的下标与size对比，下标小于长度的一半，就从头遍历，否则从尾遍历

copyOnWriteList

1.Hashtable、Vector加锁的粒度大(直接在方法声明处使用synchronized)
2.ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList加锁粒度小(用各种的方式来实现线程安 全，比如我们知道的ConcurrentHashMap用了cas锁、volatile等方式来实现线程安全…)
3.JUC下的线程安全容器在遍历的时候不会抛出ConcurrentModificationException异常

• CopyOnWriteArrayList是线程安全容器(相对于ArrayList)，底层通过复制数组的方式来实现。
• CopyOnWriteArrayList在遍历的使用不会抛出ConcurrentModificationException异常，并且遍历的时候就不用额外加锁
• 元素可以为null