单列集合List

Posted 2021-03-05 whtt

Vector和ArrayList以及LinkedList区别和联系，以及分别的应用场景

　　线程安全：

　　　　Vector：如果创建Vector时没有指定容量，则默认容量为10，底层基于数组实现，线程是安全的，底层采用synchronized同步方法进行加锁

　　　　ArrayList：底层基于数组，线程不安全，查询和修改效率高，但是增加和删除效率低

　　　　LinkedList：底层双向链表结构，线程不安全，查询和修改效率低，但是增加和删除效率高

　　使用场景：

　　　　Vector很少用

　　　　如果需要大量的添加和删除则可以选择LinkedList

　　　　如果需要大量的查询和修改则可以选择ArrayList

ArrayList和LinkList的区别

　　ArrayList和LinkedList，ArrayList是一个动态数组，LinkedList是一个双向链表结构，都是实现了List接口；

　　当随机访问集合中的元素时，ArrayList比LinkedList的效率高，因为LinkedList时线性的数据存储方式，需要移动指针从前往后一次查找；

　　当对集合元素进行增删操作时，LinkedList比ArrayList效率高，因为ArrayList是数组，所以在进行增删操作时，会对操作点之后的所有元素的下标索引造成影响，需要进行元素的移动；

　　从利用效果来讲：ArrayList自由性比较低，需要设置固定大小容量，但是使用比较方便，只需要创建然后添加元素，通过下标索引进行使用。

　　而LinkedList自由性较高，可以动态的随元素的变化而变化，但是不便于使用；

　　ArratList需要在List列表预留一定空间；而LinkedList需要存储结点信息以及结点指针信息

如果要保证ArraList线程安全，有几种方式？

　　自己表写一个ArrayList集合类，根据业务一般来说，add/set/remove加锁

　　利用List<Object> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); //采用synchronized加锁

　　 new CopyOnWriteArrayList<>().add(""); //采用 ReentrantLock加锁

了解CopyOnWriteArrayList底层？，CopyOnWriteArrayList与Collections.synchronizedList有什么区别

　　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，修改过后将原来的集合指向到新的集合完成操作

　　　　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

　　　　}

　　}
　　CopyOnWriteArrayList应用场景：适用于读取操作远大于写操作场景（底层get读取时没有加锁，直接获取）

　　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


CopyOnWriteArrayList设计思想是怎么样的，有什么缺点？

　　设计思想：读写分离，最终一致

　　缺点：内存占用，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YongGC和FullGC


说一下ArrayList扩容机制是怎么样的

　　ArrayList是List接口的实现类，它是支持根据需要而动态增长的数组。

　　java中标准数组是定长的，在数组被创建之后，它们不能被加长或缩短。

　　这就意味着在创建数组时需要知道数组的所需长度，但有时我们需要动态程序中获取数组长度。ArrayList就是为此而生的。

　　1.7 以及之前版本JDK，首先从默认大小来讲，默认为10

　　1.8 ArrayList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，则初始值为指

　　当第一次添加数据的时候，集合大小扩容为10

　　第二次及其后续每次按照int oldCapacity = elementData.length; newCapacity = oldCapacity+(oldCapacity>>1)

手写ArrayList集合框架
　　//代表集合真正存储的数据
　　private transient Object [] elementData;
　　//代表默认情况下，创建集合时，是一个空数组
　　private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
　　//当前集合大小
　　private Integer size;
　　//默认初始容量
　　private static final Integer DEFAULT_CAPACITY=10;
　　　　创建一个ArrayList首先通过构建MyArrayList

　　public MyArrayList(){
　　//创建一个空数组
　　this.elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
　　}
　　public MyArrayList(int initalCapaCity){
　　if(initalCapaCity>0){
　　　　this.elementData=new Object[initalCapaCity];
　　}else if(initalCapaCity==0){
　　　　this.elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
　　}else{
　　　　throw new IllegalArgumentException("参数错误");
　　}
}