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Java集合类源码解析：Vector

2019年04月24日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

引言

之前的文章我们学习了一个集合类 arraylist，今天讲它的一个兄弟 vector。
为什么说是它兄弟呢？因为从容器的构造来说，vector 简直就是 arraylist 的翻版，也是基于数组的数据结构，不同的是，vector的每个方法都加了 synchronized 修饰符，是线程安全的。

类声明

用idea打开 vector 的源码，不难发现，它的类声明跟 arraylist 一模一样，都是继承了abstractlist，并且都实现了randomaccess接口，遍历元素用for循环的效率要优于迭代器。

 * @author  lee boynton
 * @author  jonathan payne
 * @see collection
 * @see linkedlist
 * @since   jdk1.0
 */
public class vector<e>
    extends abstractlist<e>
    implements list<e>, randomaccess, cloneable, java.io.serializable

值得说明的是，从注释上来看，vector 是 jdk1.0版本就引进的，属于最古老的集合类的那一批，而arraylist是 1.2才引进的，所以说，vector才是哥哥，arraylist是小弟，哈哈~~~~

基本变量和构造函数

基本变量

vector 的基本变量有四个，分别是：

  • 底层数组
protected object[] elementdata;
  • 数组元素个数
protected int elementcount;
  • 增长的容量大小，如果这个值小于或等于0，扩容时会扩大 2 倍，
capacityincrement
  • 最大容量
private static final int max_array_size = integer.max_value - 8;

构造函数

//创建初识容量为10的数组，增长量0
public vector() {
    this(10);
}
//创建初识容量可变的数组，增长量为0
public vector(int initialcapacity) {
    this(initialcapacity, 0);
}
//创建初识容量可变的数组，可设置增长量
public vector(int initialcapacity, int capacityincrement) {
    super();
    if (initialcapacity < 0)
        throw new illegalargumentexception("illegal capacity: "+
                                        initialcapacity);
    this.elementdata = new object[initialcapacity];
    this.capacityincrement = capacityincrement;
}
//创建一个包含指定集合的数组
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);
 }

看的出来，vector的构造器和成员变量和arraylist大同小异。

成员方法

扩容

vector 与 arraylist 虽然很类似，但在扩容大小这方面还是有区别的，arraylist 默认扩容后的大小为原容量 的1.5倍，而vector则是先判断增长量大小，如果是非正数，那就扩大为原来的2倍，看一下它的扩容方法：

//参数是最小需要的容量
private void grow(int mincapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldcapacity = elementdata.length;
    //如果增长量不大于0，扩容为2倍大小
    //一般默认创建的容器都是不传增长量的，所以默认增长量是0，也就是默认直接扩容两倍
    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;
    }

添加

vector的添加方法都是加上 synchronized关键字的，并且添加前检测容量，判断是否扩容：

//加入元素到数组结尾，同步的
public synchronized boolean add(e e) {
    modcount++;
    //检测容量
    ensurecapacityhelper(elementcount + 1);
    elementdata[elementcount++] = e;
    return true;
} 
//检测容量大小，超过数组长度就做扩容
private void ensurecapacityhelper(int mincapacity) {
    // overflow-conscious code
    if (mincapacity - elementdata.length > 0)
        grow(mincapacity);
}
public void add(int index, e element) {
    insertelementat(element, index);
}
//插入对应索引的元素
public synchronized void insertelementat(e obj, int index) {
        modcount++;
        if (index > elementcount) {
            throw new arrayindexoutofboundsexception(index
                                                     + " > " + elementcount);
        }
        ensurecapacityhelper(elementcount + 1);
        //插入元素前，把其索引后面的元素统一后移一位
        system.arraycopy(elementdata, index, elementdata, index + 1, elementcount - index);
        elementdata[index] = obj;
        elementcount++;
    }
public synchronized void addelement(e obj) {
    modcount++;
    //保证容量足够
    ensurecapacityhelper(elementcount + 1);
    //直接设置最后一个元素的数据
    elementdata[elementcount++] = obj;
}
//添加整个集合
public synchronized boolean addall(collection<? extends e> c) {
        modcount++;
        //把集合转为数组对象
        object[] a = c.toarray();
        int numnew = a.length;
        ensurecapacityhelper(elementcount + numnew);
        //直接复制集合元素到数组后面
        system.arraycopy(a, 0, elementdata, elementcount, numnew);
        elementcount += numnew;
        return numnew != 0;
    }
 //在对应的索引处插入一个集合
public synchronized boolean addall(int index, collection<? extends e> c) {
        modcount++;
        if (index < 0 || index > elementcount)
            throw new arrayindexoutofboundsexception(index);

        object[] a = c.toarray();
        int numnew = a.length;
        ensurecapacityhelper(elementcount + numnew);
        //计算要移动多少个元素
        int nummoved = elementcount - index;
        if (nummoved > 0)
            //把插入位置后面的元素后移这么多位
            system.arraycopy(elementdata, index, elementdata, index + numnew,
                             nummoved);
        //复制元素数组
        system.arraycopy(a, 0, elementdata, index, numnew);
        elementcount += numnew;
        return numnew != 0;
    }

vector的添加方法代码不是很复杂，跟arraylist 一样，本质上都是对数组做插入数据的操作，不同的是，方法都加了synchronized 修饰，所以，它的添加方法都是线程安全的。

其他操作元素的方法也是这样的套路，这里不打算一一列举了，因为都跟arraylist 差不多，另外，vector 比 arraylist 多了一个迭代方法

public enumeration<e> elements() {
    return new enumeration<e>() {
        int count = 0;

        public boolean hasmoreelements() {
            return count < elementcount;
        }

        public e nextelement() {
            synchronized (vector.this) {
                if (count < elementcount) {
                    return elementdata(count++);
                }
            }
            throw new nosuchelementexception("vector enumeration");
        }
    };
}

返回的是一个enumeration 接口对象，大概也是个容器接口，没用过，不说太多。

vector 对比 arraylist

最后，总结一下 vector 和 arraylist 的对比吧。

相同点：

  • 底层都是基于数组的结构，默认容量都是10；

  • 都实现了randomaccess 接口，支持随机访问；

  • 都有扩容机制；

区别：

  • vector 的方法有做同步操作，是属于线程安全的，而arraylist 是非线程安全的；

  • vector默认情况下扩容后的大小为原来的2倍，而arraylist 是1.5倍；

  • vector 比 arraylist 多了一种迭代器 enumeration；

虽然vector相较arraylist做了同步的处理，但这样也影响了效率，因为每次调用方法都要获取锁，所以，一般情况下，对集合的线程安全没有需求的话，推荐使用 arraylist。

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