概述
上文「 JDK源码分析-ArrayList 」主要分析了 ArrayList 的实现原理。本文分析 List 接口的另一个实现类:Vector。
Vector 的内部实现与 ArrayList 类似,也可以理解为一个「可变数组」。 其继承结构如下(省略部分接口):
PS: 由于 Vector 目前使用较少,且官方也推荐在无线程安全的需求时使用 ArrayList 代替 Vector,这里仅研究其实现原理。
stackoverflow 也有相关的讨论:
https://stackoverflow.com/questions/1386275/why-is-java-vector-and-stack-class-considered-obsolete-or-deprecated
仍然从其构造器入手进行分析。
构造器
Vector 对外提供四个构造器(内部可以认为是两个),其一:
protected Object[] elementData; protected int capacityIncrement; // 无参构造器 public Vector() { this(10); } // 指定容量的构造器 public Vector(int initialCapacity) { this(initialCapacity, 0); } // 指定初始容量和容量增长因子的构造器 public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) { super(); if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); this.elementData = new Object[initialCapacity]; this.capacityIncrement = capacityIncrement; }
与 ArrayList 类似,Vector 内部也维护了一个 Object 类型的数组(elementData)来存储元素(默认初始容量也是 10)。不同的是:Vector 比 ArrayList 的构造器多了一个参数 capacityIncrement,该变量也导致了二者的扩容方式略有不同,后面进行分析。
其二:入参为集合的构造器
public Vector(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); elementCount = elementData.length; // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class); }
扩容原理分析
我们仍从其 add() 方法入手进行分析:
public synchronized boolean add(E e) { modCount++; ensureCapacityHelper(elementCount + 1); elementData[elementCount++] = e; return true; }
注意这里的关键字 synchronized 。观察可以发现:Vector 内部许多方法都使用了该关键字,这也是 Vector 实现线程安全的方式,简单粗暴!
其扩容方法实现如下:
/** * The number of valid components in this {@code Vector} object. * Components elementData[0] through * elementData[elementCount-1] are the actual items. */ protected int elementCount; /* * 该方法是非同步的 * 因为 Vector 内部调用该方法的地方都使用了 synchronized 关键字进行同步,这里不再额外使用 */ private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) { // overflow-conscious code // 大于数组容量时再进行扩容操作 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; }
从这里可以看出,Vector 与 ArrayList 的扩容方式基本一致,只是新容量的计算方式有所不同,这里分析下其新容量大小:
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);
Vector 计算扩容后的新容量时,根据 capacityIncrement 的值可以分为两种情况:
1. capacityIncrement > 0:新容量 = 旧容量 + capacityIncrement;
2. capacityIncrement <= 0:新容量 = 旧容量 * 2。
线程安全性
Vector 是线程安全的,它实现线程安全的方式也很简单粗暴:直接在方法上使用 synchronized 关键字进行同步。
Vector 小结
1. 与 ArrayList 类似,Vector 也可以认为是「可变数组」;
2. 扩容原理与 ArrayList 基本一致,只是新容量计算方式略有不同:指定增长容量时,新容量为旧容量 + 增长容量;否则扩容为旧容量的 2 倍;
3. 线程安全的,实现方式简单( synchronized );
4. 当前使用较少,这里仅学习其实现原理。
Stay hungry, stay foolish.