转：Java集合源码剖析Vector源码剖析

Posted 2020-09-20 xuyatao

转载请注明出处：http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35793865

 

 

Vector简介

    Vector也是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长。

    Vector是JDK1.0引入了，它的很多实现方法都加入了同步语句，因此是线程安全的（其实也只是相对安全，有些时候还是要加入同步语句来保证线程的安全），可以用于多线程环境。

    Vector没有丝线Serializable接口，因此它不支持序列化，实现了Cloneable接口，能被克隆，实现了RandomAccess接口，支持快速随机访问。

 

Vector源码剖析

    Vector的源码如下（加入了比较详细的注释）：

 

[java] view plain copy

1. package java.util;    
2.    
3. public class Vector<E>    
4.     extends AbstractList<E>    
5.     implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
6. {    
7.        
8.     // 保存Vector中数据的数组    
9.     protected Object[] elementData;    
10.    
11.     // 实际数据的数量    
12.     protected int elementCount;    
13.    
14.     // 容量增长系数    
15.     protected int capacityIncrement;    
16.    
17.     // Vector的序列版本号    
18.     private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;    
19.    
20.     // Vector构造函数。默认容量是10。    
21.     public Vector() {    
22.         this(10);    
23.     }    
24.    
25.     // 指定Vector容量大小的构造函数    
26.     public Vector(int initialCapacity) {    
27.         this(initialCapacity, 0);    
28.     }    
29.    
30.     // 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数    
31.     public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {    
32.         super();    
33.         if (initialCapacity < 0)    
34.             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
35.                                                initialCapacity);    
36.         // 新建一个数组，数组容量是initialCapacity    
37.         this.elementData = new Object[initialCapacity];    
38.         // 设置容量增长系数    
39.         this.capacityIncrement = capacityIncrement;    
40.     }    
41.    
42.     // 指定集合的Vector构造函数。    
43.     public Vector(Collection<? extends E> c) {    
44.         // 获取“集合(c)”的数组，并将其赋值给elementData    
45.         elementData = c.toArray();    
46.         // 设置数组长度    
47.         elementCount = elementData.length;    
48.         // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)    
49.         if (elementData.getClass() != Object[].class)    
50.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);    
51.     }    
52.    
53.     // 将数组Vector的全部元素都拷贝到数组anArray中    
54.     public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {    
55.         System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);    
56.     }    
57.    
58.     // 将当前容量值设为 =实际元素个数    
59.     public synchronized void trimToSize() {    
60.         modCount++;    
61.         int oldCapacity = elementData.length;    
62.         if (elementCount < oldCapacity) {    
63.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
64.         }    
65.     }    
66.    
67.     // 确认“Vector容量”的帮助函数    
68.     private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {    
69.         int oldCapacity = elementData.length;    
70.         // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素，增加容量大小。    
71.         // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0)，则将容量增大当capacityIncrement    
72.         // 否则，将容量增大一倍。    
73.         if (minCapacity > oldCapacity) {    
74.             Object[] oldData = elementData;    
75.             int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?    
76.                 (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);    
77.             if (newCapacity < minCapacity) {    
78.                 newCapacity = minCapacity;    
79.             }    
80.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
81.         }    
82.     }    
83.    
84.     // 确定Vector的容量。    
85.     public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {    
86.         // 将Vector的改变统计数+1    
87.         modCount++;    
88.         ensureCapacityHelper(minCapacity);    
89.     }    
90.    
91.     // 设置容量值为 newSize    
92.     public synchronized void setSize(int newSize) {    
93.         modCount++;    
94.         if (newSize > elementCount) {    
95.             // 若 "newSize 大于 Vector容量"，则调整Vector的大小。    
96.             ensureCapacityHelper(newSize);    
97.         } else {    
98.             // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量"，则将newSize位置开始的元素都设置为null    
99.             for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {    
100.                 elementData[i] = null;    
101.             }    
102.         }    
103.         elementCount = newSize;    
104.     }    
105.    
106.     // 返回“Vector的总的容量”    
107.     public synchronized int capacity() {    
108.         return elementData.length;    
109.     }    
110.    
111.     // 返回“Vector的实际大小”，即Vector中元素个数    
112.     public synchronized int size() {    
113.         return elementCount;    
114.     }    
115.    
116.     // 判断Vector是否为空    
117.     public synchronized boolean isEmpty() {    
118.         return elementCount == 0;    
119.     }    
120.    
121.     // 返回“Vector中全部元素对应的Enumeration”    
122.     public Enumeration<E> elements() {    
123.         // 通过匿名类实现Enumeration    
124.         return new Enumeration<E>() {    
125.             int count = 0;    
126.    
127.             // 是否存在下一个元素    
128.             public boolean hasMoreElements() {    
129.                 return count < elementCount;    
130.             }    
131.    
132.             // 获取下一个元素    
133.             public E nextElement() {    
134.                 synchronized (Vector.this) {    
135.                     if (count < elementCount) {    
136.                         return (E)elementData[count++];    
137.                     }    
138.                 }    
139.                 throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");    
140.             }    
141.         };    
142.     }    
143.    
144.     // 返回Vector中是否包含对象(o)    
145.     public boolean contains(Object o) {    
146.         return indexOf(o, 0) >= 0;    
147.     }    
148.    
149.    
150.     // 从index位置开始向后查找元素(o)。    
151.     // 若找到，则返回元素的索引值；否则，返回-1    
152.     public synchronized int indexOf(Object o, int index) {    
153.         if (o == null) {    
154.             // 若查找元素为null，则正向找出null元素，并返回它对应的序号    
155.             for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
156.             if (elementData[i]==null)    
157.                 return i;    
158.         } else {    
159.             // 若查找元素不为null，则正向找出该元素，并返回它对应的序号    
160.             for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
161.             if (o.equals(elementData[i]))    
162.                 return i;    
163.         }    
164.         return -1;    
165.     }    
166.    
167.     // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值    
168.     public int indexOf(Object o) {    
169.         return indexOf(o, 0);    
170.     }    
171.    
172.     // 从后向前查找元素(o)。并返回元素的索引    
173.     public synchronized int lastIndexOf(Object o) {    
174.         return lastIndexOf(o, elementCount-1);    
175.     }    
176.    
177.     // 从后向前查找元素(o)。开始位置是从前向后的第index个数；    
178.     // 若找到，则返回元素的“索引值”；否则，返回-1。    
179.     public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {    
180.         if (index >= elementCount)    
181.             throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);    
182.    
183.         if (o == null) {    
184.             // 若查找元素为null，则反向找出null元素，并返回它对应的序号    
185.             for (int i = index; i >= 0; i--)    
186.             if (elementData[i]==null)    
187.                 return i;    
188.         } else {    
189.             // 若查找元素不为null，则反向找出该元素，并返回它对应的序号    
190.             for (int i = index; i >= 0; i--)    
191.             if (o.equals(elementData[i]))    
192.                 return i;    
193.         }    
194.         return -1;    
195.     }    
196.    
197.     // 返回Vector中index位置的元素。    
198.     // 若index月结，则抛出异常    
199.     public synchronized E elementAt(int index) {    
200.         if (index >= elementCount) {    
201.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);    
202.         }    
203.    
204.         return (E)elementData[index];    
205.     }    
206.    
207.     // 获取Vector中的第一个元素。    
208.     // 若失败，则抛出异常！    
209.     public synchronized E firstElement() {    
210.         if (elementCount == 0) {    
211.             throw new NoSuchElementException();    
212.         }    
213.         return (E)elementData[0];    
214.     }    
215.    
216.     // 获取Vector中的最后一个元素。    
217.     // 若失败，则抛出异常！    
218.     public synchronized E lastElement() {    
219.         if (elementCount == 0) {    
220.             throw new NoSuchElementException();    
221.         }    
222.         return (E)elementData[elementCount - 1];    
223.     }    
224.    
225.     // 设置index位置的元素值为obj    
226.     public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {    
227.         if (index >= elementCount) {    
228.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
229.                                  elementCount);    
230.         }    
231.         elementData[index] = obj;    
232.     }    
233.    
234.     // 删除index位置的元素    
235.     public synchronized void removeElementAt(int index) {    
236.         modCount++;    
237.         if (index >= elementCount) {    
238.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
239.                                  elementCount);    
240.         } else if (index < 0) {    
241.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
242.         }    
243.    
244.         int j = elementCount - index - 1;    
245.         if (j > 0) {    
246.             System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);    
247.         }    
248.         elementCount--;    
249.         elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */   
250.     }    
251.    
252.     // 在index位置处插入元素(obj)    
253.     public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {    
254.         modCount++;    
255.         if (index > elementCount) {    
256.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index    
257.                                  + " > " + elementCount);    
258.         }    
259.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
260.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);    
261.         elementData[index] = obj;    
262.         elementCount++;    
263.     }    
264.    
265.     // 将“元素obj”添加到Vector末尾    
266.     public synchronized void addElement(E obj) {    
267.         modCount++;    
268.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
269.         elementData[elementCount++] = obj;    
270.     }    
271.    
272.     // 在Vector中查找并删除元素obj。    
273.     // 成功的话，返回true；否则，返回false。    
274.     public synchronized boolean removeElement(Object obj) {    
275.         modCount++;    
276.         int i = indexOf(obj);    
277.         if (i >= 0) {    
278.             removeElementAt(i);    
279.             return true;    
280.         }    
281.         return false;    
282.     }    
283.    
284.     // 删除Vector中的全部元素    
285.     public synchronized void removeAllElements() {    
286.         modCount++;    
287.         // 将Vector中的全部元素设为null    
288.         for (int i = 0; i < elementCount; i++)    
289.             elementData[i] = null;    
290.    
291.         elementCount = 0;    
292.     }    
293.    
294.     // 克隆函数    
295.     public synchronized Object clone() {    
296.         try {    
297.             Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();    
298.             // 将当前Vector的全部元素拷贝到v中    
299.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
300.             v.modCount = 0;    
301.             return v;    
302.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
303.             // this shouldn‘t happen, since we are Cloneable    
304.             throw new InternalError();    
305.         }    
306.     }    
307.    
308.     // 返回Object数组    
309.     public synchronized Object[] toArray() {    
310.         return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
311.     }    
312.    
313.     // 返回Vector的模板数组。所谓模板数组，即可以将T设为任意的数据类型    
314.     public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {    
315.         // 若数组a的大小 < Vector的元素个数；    
316.         // 则新建一个T[]数组，数组大小是“Vector的元素个数”，并将“Vector”全部拷贝到新数组中    
317.         if (a.length < elementCount)    
318.             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());    
319.    
320.         // 若数组a的大小 >= Vector的元素个数；    
321.         // 则将Vector的全部元素都拷贝到数组a中。    
322.     System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);    
323.    
324.         if (a.length > elementCount)    
325.             a[elementCount] = null;    
326.    
327.         return a;    
328.     }    
329.    
330.     // 获取index位置的元素    
331.     public synchronized E get(int index) {    
332.         if (index >= elementCount)    
333.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
334.    
335.         return (E)elementData[index];    
336.     }    
337.    
338.     // 设置index位置的值为element。并返回index位置的原始值    
339.     public synchronized E set(int index, E element) {    
340.         if (index >= elementCount)    
341.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
342.    
343.         Object oldValue = elementData[index];    
344.         elementData[index] = element;    
345.         return (E)oldValue;    
346.     }    
347.    
348.     // 将“元素e”添加到Vector最后。    
349.     public synchronized boolean add(E e) {    
350.         modCount++;    
351.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
352.         elementData[elementCount++] = e;    
353.         return true;    
354.     }    
355.    
356.     // 删除Vector中的元素o    
357.     public boolean remove(Object o) {    
358.         return removeElement(o);    
359.     }    
360.    
361.     // 在index位置添加元素element    
362.     public void add(int index, E element) {    
363.         insertElementAt(element, index);    
364.     }    
365.    
366.     // 删除index位置的元素，并返回index位置的原始值    
367.     public synchronized E remove(int index) {    
368.         modCount++;    
369.         if (index >= elementCount)    
370.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
371.         Object oldValue = elementData[index];    
372.    
373.         int numMoved = elementCount - index - 1;    
374.         if (numMoved > 0)    
375.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
376.                      numMoved);    
377.         elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work    
378.    
379.         return (E)oldValue;    
380.     }    
381.    
382.     // 清空Vector    
383.     public void clear() {    
384.         removeAllElements();    
385.     }    
386.    
387.     // 返回Vector是否包含集合c    
388.     public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {    
389.         return super.containsAll(c);    
390.     }    
391.    
392.     // 将集合c添加到Vector中    
393.     public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {    
394.         modCount++;    
395.         Object[] a = c.toArray();    
396.         int numNew = a.length;    
397.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
398.         // 将集合c的全部元素拷贝到数组elementData中    
399.         System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);    
400.         elementCount += numNew;    
401.         return numNew != 0;    
402.     }    
403.    
404.     // 删除集合c的全部元素    
405.     public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {    
406.         return super.removeAll(c);    
407.     }    
408.    
409.     // 删除“非集合c中的元素”    
410.     public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {    
411.         return super.retainAll(c);    
412.     }    
413.    
414.     // 从index位置开始，将集合c添加到Vector中    
415.     public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {    
416.         modCount++;    
417.         if (index < 0 || index > elementCount)    
418.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
419.    
420.         Object[] a = c.toArray();    
421.         int numNew = a.length;    
422.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
423.    
424.         int numMoved = elementCount - index;    
425.         if (numMoved > 0)    
426.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);    
427.    
428.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
429.         elementCount += numNew;    
430.         return numNew != 0;    
431.     }    
432.    
433.     // 返回两个对象是否相等    
434.     public synchronized boolean equals(Object o) {    
435.         return super.equals(o);    
436.     }    
437.    
438.     // 计算哈希值    
439.     public synchronized int hashCode() {    
440.         return super.hashCode();    
441.     }    
442.    
443.     // 调用父类的toString()    
444.     public synchronized String toString() {    
445.         return super.toString();    
446.     }    
447.    
448.     // 获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集    
449.     public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {    
450.         return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex), this);    
451.     }    
452.    
453.     // 删除Vector中fromIndex到toIndex的元素    
454.     protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {    
455.         modCount++;    
456.         int numMoved = elementCount - toIndex;    
457.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
458.                          numMoved);    
459.    
460.         // Let gc do its work    
461.         int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);    
462.         while (elementCount != newElementCount)    
463.             elementData[--elementCount] = null;    
464.     }    
465.    
466.     // java.io.Serializable的写入函数    
467.     private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
468.         throws java.io.IOException {    
469.         s.defaultWriteObject();    
470.     }    
471. }   

几点总结

    Vector的源码实现总体与ArrayList类似，关于Vector的源码，给出如下几点总结：

    1、Vector有四个不同的构造方法。无参构造方法的容量为默认值10，仅包含容量的构造方法则将容量增长量（从源码中可以看出容量增长量的作用，第二点也会对容量增长量详细说）明置为0。

    2、注意扩充容量的方法ensureCapacityHelper。与ArrayList相同，Vector在每次增加元素（可能是1个，也可能是一组）时，都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数时，就先看构造方法中传入的容量增长量参数CapacityIncrement是否为0，如果不为0，就设置新的容量为就容量加上容量增长量，如果为0，就设置新的容量为旧的容量的2倍，如果设置后的新容量还不够，则直接新容量设置为传入的参数（也就是所需的容量），而后同样用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组。

    3、很多方法都加入了synchronized同步语句，来保证线程安全。

    4、同样在查找给定元素索引值等的方法中，源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理，Vector中也允许元素为null。    5、其他很多地方都与ArrayList实现大同小异，Vector现在已经基本不再使用。