单列集合List
Posted mayuan01
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了单列集合List相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
List的常用子类
如果要执行大量的增删操作选择LinkedList,如果只是查询的话用ArrayList
ArrayList集合
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有序存储,继承了List的特性,平时常用来查询,遍历数据
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底层是数组结构,所以增删慢,查询快,效率高意味着线程不安全
LinkedList集合
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有序存储,继承了List的特性
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底层是链表结构,所以增删快,查询慢,同样的效率高,但是线程不安全
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LinkedList是一个双向链表
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特有方法
public void addFirst(E e) :将指定元素插入此列表的开头。 public void addLast(E e) :将指定元素添加到此列表的结尾。 public E getFirst() :返回此列表的第一个元素。 public E getLast() :返回此列表的最后一个元素。 public E removeFirst() :移除并返回此列表的第一个元素。 public E removeLast() :移除并返回此列表的最后一个元素 ? //添加元素 link.addFirst("AA"); link.addLast("CC"); System.out.println(link); // 获取元素 System.out.println(link.getFirst()); System.out.println(link.getLast()); // 删除元素 System.out.println(link.removeFirst()); System.out.println(link.removeLast()); System.out.println(link)
Vector源码:
/** * Adds the specified component to the end of this vector, * increasing its size by one. The capacity of this vector is * increased if its size becomes greater than its capacity. * * <p>This method is identical in functionality to the * {@link #add(Object) add(E)} * method (which is part of the {@link List} interface). * * @param obj the component to be added */ public synchronized void addElement(E obj) { modCount++; ensureCapacityHelper(elementCount + 1); elementData[elementCount++] = obj; }
Arraylist源码:
/** * Appends the specified element to the end of this list. * * @param e element to be appended to this list * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
LinkedList源码:
/** * Appends the specified element to the end of this list. * * <p>This method is equivalent to {@link #addLast}. * * @param e element to be appended to this list * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; }
.如果要保证ArrayList线程安全,有几种方式?
2.1 自己编写一个ArrayList集合类,根据业务一般来说,add/set/remove加锁;
2.2 利用List<Objecct> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); 采用synchronized加锁
public E get(int index) { synchronized (mutex) {return list.get(index);} } public E set(int index, E element) { synchronized (mutex) {return list.set(index, element);} } public void add(int index, E element) { synchronized (mutex) {list.add(index, element);} } public E remove(int index) { synchronized (mutex) {return list.remove(index);} }
2.3 new CopyOnWriteArrayList<>().add(" "); 采用ReentrantLock加锁
public boolean add(E e) {
//加锁 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try {
//获取原始集合 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length;
//复制一个新集合 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); newElements[len] = e;
//替换原始集合为新集合 setArray(newElements); return true; } finally {
//释放锁 lock.unlock(); } }
3.了解CopyOnWriteArrayList底层?CopyOnWriteArrayList与Collections.synchronizedList有什么区别?
3.1 CopyOnWriteArrayList底层实现:
CopyOnWriteArrayList在执行修改操作的时候,会复制一份新的数组数据,代价昂贵,修改过来将原来的集合指向新的集合完成操作;
3.1.1 add添加:在添加的时候是需要加锁的,否则多线程写的时候会Copy出N个副本出来;使用ReentrantLock保证多线程环境下的集合安全;
public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; //获取了一把锁 lock.lock(); //加锁 try { Object[] elements = getArray(); //获取当前数组数据,给elements int len = elements.length; //记录当前数组的长度 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //复制一个新的数组 newElements[len] = e; //将数据填入到新数组当中 setArray(newElements); //将当前array指针指向到新的数据 return true; } finally { lock.unlock(); //释放锁 } }
3.1.2 get读取:读的时候没有加锁,如果读的时候有多个线程正在向CopyOnWriteArrayList添加数据,读还是会读到旧的数据,因为写的时候不会锁住旧的CopyOnWriteArrayList;
public E get(int index) { return get(getArray(), index); }
CopyOnWriteArrayList应用场景:适用于读取操作远大于写操作场景(底层get读取没有加锁,直接获取)
3.2 Collections.synchronizedList几乎底层方法都加上了synchronized的锁;
场景:写操作的性能比CopyOnWriteArrayList要好,但是读取的性能不如CopyOnWriteArrayList;
4.CopyOnWriteArrayList设计思想是怎样的,有什么缺点?
设计思想:读写分离,最终一致;
缺点:
内存占用问题:由于写时复制,内存中就会出现两个对象占用空间,如果对象大则容易发生Young GC和Full GC;
数据一致问题:CopyOnWriteArrayList容器只能保证数据最终一致性,不能保证数据实时一致性;
5.ArrayList扩容机制是怎样的?
1.7以及之前版本JDK,默认的大小为10;
1.8版本集合大小如果创建时没有指定,则默认为0;若已经指定集合大小,则初始值为当前指定的大小;
当第一次添加数据的时候,集合大小扩容为10,第二次以及后续每次按照int oldCapacity=elementData.length; newCapacity = oldCapacity+(oldCapacity>>1),就是其容量扩展为原来容量的1.5倍;
5.1 属性
默认初始值的大小:
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
默认的空对象数组:
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
实际存储数据的数组:
transient Object[] elementData;
5.2 无参构造器
public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }
5.3 扩容机制
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); }
//ensureCapacityInternal方法接受了size+1作为minCapacity,并且判断如果数组是空数组,那么10和minCapacity的较大值就作为新的minCapacity。
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) //如果其元素个数大于其容量,则进行扩容; grow(minCapacity); }
//判断传入的minCapacity和elementData.length的大小,如果elementData.length大于minCapacity,说明数组容量够用,就不需要进行扩容,
//反之,则传入minCapacity到grow()方法中,进行扩容
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; //原来的容量 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //新的容量,原来容量的1.5倍 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) //如果大于ArrayList可以允许的最大容量,则设置为最大容量 newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); //最终进行扩容,生成一个1.5倍元素 }
进入grow()方法,会将newCapacity设置为旧容量的1.5倍,这也是ArrayList每次扩容都为原来的1.5倍的由来。然后进行判断,如果newCapacity小于minCapacity,那么就将minCapacity的值赋予newCapacity。
然后在检查新容量是否超出了定义的容量,如果超出则调用hugeCapacity方法,比较minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE的值;如果minCapacity大,那么新容量为Integer。MAX_VALUE,否则新容量为MAX_ARRAYSIZE。最后调用Arrays.cpoyOf传递elementData和新容量,返回新的elementData;
以上是关于单列集合List的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章