写点什么

Java 集合(9)-- Vector 超级详细源码解析

发布于: 2020 年 11 月 16 日
Java 集合(9)-- Vector超级详细源码解析

1.Vector 介绍

Vector和前面说的ArrayList很是类似,这里说的也是 1.8 版本,它是一个队列,但是本质上底层也是数组实现的。同样继承AbstractList,实现了List,RandomAcess,Cloneable, java.io.Serializable接口。具有以下特点:

  • 提供随机访问的功能:实现RandomAcess接口,这个接口主要是为List提供快速访问的功能,也就是通过元素的索引,可以快速访问到。

  • 可克隆:实现了Cloneable接口

  • 是一个支持新增,删除,修改,查询,遍历等功能。

  • 可序列化和反序列化

  • 容量不够,可以触发自动扩容

  • *最大的特点是:线程安全的,相当于线程安全的ArrayList



定义源码如下:

public class Vector<E>    extends AbstractList<E>    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{
}
复制代码


2. 成员变量

底层是数组,增加元素,数组空间不够的时候,需要扩容。


  • elementData:真正保存数据的数组

  • elementCount:实际元素个数

  • capacityIncrement:容量增加系数,就是扩容的时候增加的容量

  • serialVersionUID:序列化 id

    // 真正保存数据的数组    protected Object[] elementData;
// 元素个数 protected int elementCount;
//容量增加系数 protected int capacityIncrement; // 序列化id private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;
复制代码

3. 构造函数

Vector一共有四个构造函数:

  • 指定容量和增长系数

  • 指定容量

  • 不指定,使用默认容量值 10

  • 指定集合初始化


1.指定容量和增长系数构造函数

    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {        super();        // 非法判断        if (initialCapacity < 0)            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                               initialCapacity);        // 初始化数组        this.elementData = new Object[initialCapacity];        // 指定增长系数        this.capacityIncrement = capacityIncrement;    }
复制代码

2.指定初始化容量,增长系数默认为 0

    public Vector(int initialCapacity) {        this(initialCapacity, 0);    }
复制代码


3.什么都不指定,默认给的容量是 10:

    public Vector() {        this(10);    }
复制代码


4.指定集合初始化:

    public Vector(Collection<? extends E> c) {        // 转换成为数组        Object[] a = c.toArray();        // 大小为数组的大小        elementCount = a.length;        // 如果是ArrayList,则直接复制        if (c.getClass() == ArrayList.class) {            elementData = a;        } else {            // 否则需要进行拷贝            elementData = Arrays.copyOf(a, elementCount, Object[].class);        }    }
复制代码


4. 常用方法

4.1 增加

增加元素,默认是在最后添加,如果容量不够的时候会触发扩容机制。

    public synchronized void addElement(E obj) {        // 修改次数增加        modCount++;        // 确保容量足够(如果需要,里面会有扩容,复制操作)        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);        // 将新元素放在最后一个元素,个数增加        elementData[elementCount++] = obj;    }
复制代码

那么它是如何确保容量的呢?

可以看到ensureCapacityHelper()里面判断增加后的元素个数是否大于现在数组的长度,如果不满足,就需要扩容。调用grow()函数扩容。

    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {        // overflow-conscious code        if (minCapacity - elementData.length > 0)            grow(minCapacity);    }    // 扩容,传入的是需要最小的容量    private void grow(int minCapacity) {        // overflow-conscious code        // 以前的容量        int oldCapacity = elementData.length;        // 现在的容量,是以前的容量加上扩展系数,如果扩展系数小于等于0,那么,就是以前的容量的两倍        int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?                                         capacityIncrement : oldCapacity);        // 如果新的容量大于最小需要容量,就满足了        if (newCapacity - minCapacity < 0)            newCapacity = minCapacity;        // 如果新的容量比最大的容量还要大(虚拟机的数组大小是有最大值的)        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)            // 需要处理把最大的容量降低一些            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);        // 拷贝数据        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    }
复制代码

在指定的索引 index,插入数据,实际上调用的是insertElementAt(element, index).

    public void add(int index, E element) {        insertElementAt(element, index);    }    // 调用插入元素的函数    public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {        // 修改次数增加        modCount++;        // 判断索引是否非法        if (index > elementCount) {            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index                                                     + " > " + elementCount);        }        // 确保容量足够        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);        // 拷贝数据,将后面的元素,往后移动一位        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);        // 将实际的数据插入        elementData[index] = obj;        // 个数增加        elementCount++;    }    
复制代码


将一个集合所有元素添加进去:

    public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {        // 修改次数增加        modCount++;        // 转成数组        Object[] a = c.toArray();        // 数组的长度        int numNew = a.length;        // 确保容量足够        ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);        // 拷贝        System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);        // 更新个数        elementCount += numNew;        // 返回添加的数组是不是有数据        return numNew != 0;    }
复制代码

指定 index,插入一个集合,和前面不一样的地方在于复制之前,需要计算往后面移动多少位,不是用 for 循环去插入,而是一次性移动和写入。

    public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {        // 修改次数增加        modCount++;        // 合法判断        if (index < 0 || index > elementCount)            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);        // 转换数组        Object[] a = c.toArray();        // 插入数组长度        int numNew = a.length;        // 确保数组的长度是否合法        ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);        // 移动的步长计算        int numMoved = elementCount - index;        if (numMoved > 0)            // 移动后面的元素,腾出位置给插入的元素            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,                             numMoved);        // 插入元素        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);        // 更新个数        elementCount += numNew;        // 插入元素个数是否为0        return numNew != 0;    }
复制代码


4.2 删除


删除指定元素

    public boolean remove(Object o) {        return removeElement(o);    }
// 实际调用的是removeElement() public synchronized boolean removeElement(Object obj) { // 修改次数增加 modCount++; // 获取第一个满足条件的元素缩影 int i = indexOf(obj); // 索引如果满足条件 if (i >= 0) { // 将索引为i的元素从数组中移除 removeElementAt(i); return true; } return false; } // 操作数组删除元素 public synchronized void removeElementAt(int index) { // 修改次数增加 modCount++; // 是否合法 if (index >= elementCount) { throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount); } else if (index < 0) { throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index); } // index后面的元素个数 int j = elementCount - index - 1; if (j > 0) { // 往前面移动一位(复制,覆盖) System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j); } // 更新个数 elementCount--; // 原来最后一个元素的位置置空 elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */ }
复制代码


按照索引删除元素:

    public synchronized E remove(int index) {        // 修改次数增加        modCount++;        // 合法性判断        if (index >= elementCount)            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);        // 保存原来的数据        E oldValue = elementData(index);        // 移动的个数        int numMoved = elementCount - index - 1;        // 如果移动个数大于0        if (numMoved > 0)            // 后面的元素往前面移动一位,赋值,覆盖            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,                             numMoved);        // 最后一个元素置空        elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work        // 返回旧的元素        return oldValue;    }
复制代码

4.3 修改

下面两个 set 函数都是,修改索引为 index 的元素,区别就是一个会返回旧的元素,一个不会返回旧的元素。

    public synchronized E set(int index, E element) {        // 合法性判断        if (index >= elementCount)            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);        // 取出旧的元素        E oldValue = elementData(index);        // 更新        elementData[index] = element;        // 返回旧的元素        return oldValue;    }    public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {        // 合法哦性判断        if (index >= elementCount) {            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +                                                     elementCount);        }        // 直接更新        elementData[index] = obj;    }
复制代码

4.4 查询

    public synchronized E get(int index) {        // 合法判断        if (index >= elementCount)            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);        // 返回数组的元素        return elementData(index);    }
复制代码

获取第一个元素:

    public synchronized E firstElement() {        if (elementCount == 0) {            throw new NoSuchElementException();        }        return elementData(0);    }
复制代码

获取最后一个元素:

    public synchronized E lastElement() {        if (elementCount == 0) {            throw new NoSuchElementException();        }        return elementData(elementCount - 1);    }    E elementData(int index) {        return (E) elementData[index];    }
复制代码

4.5 其他常用函数

将元素拷贝进数组中:

```java

public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {

System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);

}

```


手动缩容,其实就是将里面的数组复制到一个更小的数组,更新数组引用即可。

```java

public synchronized void trimToSize() {

// 修改次数增加

modCount++;

// 获取数组的长度

int oldCapacity = elementData.length;

// 数组长度大于真实的容量,说明有可以缩容的空间

if (elementCount < oldCapacity) {

// 复制到新的数组

elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);

}

}

```


保证容量的函数,其实相当于手动扩容,参数是所需要的最小的容量,里面调用的ensureCapacityHelper()在上面add()函数解析的时候已经说过了,不再解析。

```java

public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {

if (minCapacity > 0) {

modCount++;

ensureCapacityHelper(minCapacity);

}

}

```

手动将元素个数设置为 newSize,分为两种情况,一种是新的 size 比现在的 size 还要大,就是想到那个于指定容量扩容。另外一种是相当于缩容,但是这个缩容比较特殊,总的容量实际上没有变化,只是将里面多余的元素置为 null。

```java

public synchronized void setSize(int newSize) {

modCount++;

if (newSize > elementCount) {

// 扩容

ensureCapacityHelper(newSize);

} else {

for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {

// 将超出个数的元素设置为 null

elementData[i] = null;

}

}

elementCount = newSize;

}

```


获取容量:

    public synchronized int capacity() {        return elementData.length;    }
复制代码


获取里面真实的元素个数:

    public synchronized int size() {        return elementCount;    }
复制代码


容器是不是为空:

    public synchronized boolean isEmpty() {        return elementCount == 0;    }
复制代码


返回枚举类型的元素迭代器,这是一个有意思的方法,相当于用枚举包装了当前的元素,Enumeration是一个接口,这个接口有两个方法,一个是hasMoreElements(),表示是否有下一个元素。一个是nextElement(),获取下一个元素。

    public Enumeration<E> elements() {        return new Enumeration<E>() {            int count = 0;            // 重写方法,是否有下一个元素            public boolean hasMoreElements() {                return count < elementCount;            }
public E nextElement() { // 同步 synchronized (Vector.this) { if (count < elementCount) { // 返回下一个元素 return elementData(count++); } } throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration"); } }; }
复制代码


是否包含某一个元素,其实里面是获取对象的索引,如果索引大于等于 0,证明元素在里面,否则元素不在里面。

    public boolean contains(Object o) {        return indexOf(o, 0) >= 0;    }
复制代码


返回元素的索引,分为两种情况,一种是元素是 null 的情况,不能使用equals()方法,另一种是非 null,可以直接使用equals()方法。

    public int indexOf(Object o) {        return indexOf(o, 0);    }    public synchronized int indexOf(Object o, int index) {        if (o == null) {            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)                if (elementData[i]==null)                    return i;        } else {            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)                if (o.equals(elementData[i]))                    return i;        }        return -1;    }
复制代码

获取元素最后出现的索引位置,和前面一个不一样的是,这个需要从最后一个元素往前面查找

    public synchronized int lastIndexOf(Object o) {        return lastIndexOf(o, elementCount-1);    }    public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {        if (index >= elementCount)            throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);
if (o == null) { for (int i = index; i >= 0; i--) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = index; i >= 0; i--) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; }
复制代码

拷贝元素,数组里面的元素其实拷贝的只是引用,如果修改新的Vector里面的对象的属性,旧的也会被修改。

    public synchronized Object clone() {        try {            @SuppressWarnings("unchecked")                Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);            v.modCount = 0;            return v;        } catch (CloneNotSupportedException e) {            // this shouldn't happen, since we are Cloneable            throw new InternalError(e);        }    }
复制代码


比如:


class Student {
public int age;
public String name;

public Student(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; }
@Override public String toString() { return "Student{" + "age=" + age + ", name='" + name + '\'' + '}'; }}public class Test { public static void main(String[] args) { Vector<Student> vector1 = new Vector<>(); vector1.add(new Student(1,"sam"));
Vector<Student> vector2 = (Vector<Student>) vector1.clone(); vector2.get(0).name = "change name"; System.out.println(vector2); System.out.println(vector1); }
复制代码

输出结果如下,可以看出其实两个集合里面的 Student 还是同一个对象。

[Student{age=1, name='change name', score=0}][Student{age=1, name='change name', score=0}]
复制代码


将元素转换成为数组,原理也是一样,都是浅拷贝,拷贝的都是元素对象的引用。

    public synchronized Object[] toArray() {        return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    }
复制代码

指定数组类型的拷贝:

    public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {        if (a.length < elementCount)            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);
if (a.length > elementCount) a[elementCount] = null;
return a; }
复制代码

截取出某一段的元素集合,调用的是父类的方法

    public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {        return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex),                                            this);    }
复制代码

移除某一段索引的元素,我们可以看到首先是将后面的元素往前面移动,覆盖掉前面的元素,然后将后面的元素坑位赋值为 null。

    protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {        modCount++;        int numMoved = elementCount - toIndex;        // 复制到前面一段,将被移除的那一段覆盖,相当于后面元素整体前移        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,                         numMoved);
// Let gc do its work int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex); // 后面的坑位赋值为null while (elementCount != newElementCount) elementData[--elementCount] = null; }
复制代码

获取指定位置的迭代器:

VectorArrayList基本差不多,都是定义了三个迭代器:

  • Itr:实现接口Iterator,有简单的功能:判断是否有下一个元素,获取下一个元素,删除,遍历剩下的元素

  • ListItr:继承Itr,实现ListIterator,在Itr的基础上有了更加丰富的功能。

  • VectorSpliterator:可以分割的迭代器,主要是为了分割以适应并行处理。和ArrayList里面的ArrayListSpliterator类似。

    // 返回指定index位置的ListIterator    public synchronized ListIterator<E> listIterator(int index) {        if (index < 0 || index > elementCount)            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);        return new ListItr(index);    }    // 返回开始位置的ListIterator    public synchronized ListIterator<E> listIterator() {        return new ListItr(0);    }    // 返回Itr    public synchronized Iterator<E> iterator() {        return new Itr();    }    // 返回VectorSpliterator    public Spliterator<E> spliterator() {        return new VectorSpliterator<>(this, null, 0, -1, 0);    }
复制代码


4.6 Lambda 表达式相关的方法

- forEach:遍历处理

- removeIf:按照条件移除元素

- replaceAll:移除元素

- sort:排序


基本都是将行为当成参数传递到函数中进行处理,里面值得一提的是removeIf(),里面是将过滤器传递进去,在里面我们可以看到使用了BitSet,这个东西来保存了需要移除的元素的下标,统计完成之后,后面再取出来进行移除操作。那么这个BitSet是什么呢???🤔🤔🤔🤔

一个 Bitset 类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet 中数组大小会随需要增加。这和位向量(vector of bits)比较类似。

这是一个传统的类,但它在 Java 2 中被完全重新设计。


这样一看其实就是一个保存位值的类,可以设置为 true,也可以取出来,这样就比较符合现在的场景,先遍历一次,把需要移除的元素用BitSet标记一下,然后再次遍历的时候,就复制元素,将这些坑位覆盖掉,就可以了。

```java

@Override

public synchronized void forEach(Consumer<? super E> action) {

Objects.requireNonNull(action);

final int expectedModCount = modCount;

@SuppressWarnings("unchecked")

final E[] elementData = (E[]) this.elementData;

final int elementCount = this.elementCount;

for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < elementCount; i++) {

// 对每一个元素进行处理

action.accept(elementData[i]);

}

if (modCount != expectedModCount) {

throw new ConcurrentModificationException();

}

}


@Override

@SuppressWarnings("unchecked")

public synchronized boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {

Objects.requireNonNull(filter);

// figure out which elements are to be removed

// any exception thrown from the filter predicate at this stage

// will leave the collection unmodified

int removeCount = 0;

final int size = elementCount;

// 按照当前的大小创建一个位值保存 BitSet

final BitSet removeSet = new BitSet(size);

final int expectedModCount = modCount;

for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {

@SuppressWarnings("unchecked")

final E element = (E) elementData[i];

// 如果符合条件

if (filter.test(element)) {

// 将指定索引处的位设置为 true。

removeSet.set(i);

// 计算需要移除的个数

removeCount++;

}

}

if (modCount != expectedModCount) {

throw new ConcurrentModificationException();

}


// shift surviving elements left over the spaces left by removed elements

final boolean anyToRemove = removeCount > 0;

if (anyToRemove) {

// 移除后的大小

final int newSize = size - removeCount;

for (int i=0, j=0; (i < size) && (j < newSize); i++, j++) {

// 返回第一个设置为 false 的位的索引,这发生在指定的起始索引或之后的索引上。

i = removeSet.nextClearBit(i);

// 元素前移操作,覆盖被移除的元素的位置

elementData[j] = elementData[i];

}

// 将后面的元素坑位置为 null

for (int k=newSize; k < size; k++) {

elementData[k] = null; // Let gc do its work

}

elementCount = newSize;

if (modCount != expectedModCount) {

throw new ConcurrentModificationException();

}

modCount++;

}


return anyToRemove;

}


@Override

@SuppressWarnings("unchecked")

public synchronized void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {

Objects.requireNonNull(operator);

final int expectedModCount = modCount;

final int size = elementCount;

for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {

// operator 是操作,意思是将改操作应用于里面的每一个元素

elementData[i] = operator.apply((E) elementData[i]);

}

if (modCount != expectedModCount) {

throw new ConcurrentModificationException();

}

modCount++;

}


@SuppressWarnings("unchecked")

@Override

public synchronized void sort(Comparator<? super E> c) {

final int expectedModCount = modCount;

// 底层其实就是调用了数组的排序方法,将比较器 c 传递进去

Arrays.sort((E[]) elementData, 0, elementCount, c);

if (modCount != expectedModCount) {

throw new ConcurrentModificationException();

}

modCount++;

}

```


4.7 如何遍历元素

遍历方法有一下几种:值得一说的是使用迭代器和使用枚举迭代器进行遍历。

        Vector<String> myVector = new Vector<>();                // 第一种        for(String item:myVector){            System.out.println(item);        }        // 第二种        myVector.forEach(item-> System.out.println(item));        myVector.stream().forEach(new Consumer<String>() {            @Override            public void accept(String s) {                System.out.println(s);            }        });                // 第三种        for(int index = 0;index<myVector.size();index++){            System.out.println(myVector.get(index));        }                // 第四种        Iterator<String> iterator = myVector.iterator();        while(iterator.hasNext()){            System.out.println((String)iterator.next());        }                // 第五种        Enumeration<String> enumeration = myVector.elements();        while(enumeration.hasMoreElements()){            System.out.println(enumeration.nextElement().toString());        }
复制代码


5.序列化和反序列化

其实我们可以看到它的元素集合没有用transient来修饰,和ArrayList有所不同。

    protected Object[] elementData;
复制代码

但是它也重写了序列化的readObject()writeObject()两个方法。和ArrayList不同的是,序列化的时候将所有的数组里面的元素都序列化了,更加占用空间。

序列化的时候会序列化三个东西:

  • capacityIncrement:扩容增长系数

  • elementCount:元素个数

  • elementData: 数组元素


    private void readObject(ObjectInputStream in)            throws IOException, ClassNotFoundException {        ObjectInputStream.GetField gfields = in.readFields();        int count = gfields.get("elementCount", 0);        Object[] data = (Object[])gfields.get("elementData", null);        if (count < 0 || data == null || count > data.length) {            throw new StreamCorruptedException("Inconsistent vector internals");        }        elementCount = count;        elementData = data.clone();    }    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)            throws java.io.IOException {        final java.io.ObjectOutputStream.PutField fields = s.putFields();        final Object[] data;        synchronized (this) {            // 增长系数            fields.put("capacityIncrement", capacityIncrement);            // 个数            fields.put("elementCount", elementCount);            // 数组            data = elementData.clone();        }        fields.put("elementData", data);        s.writeFields();    }
复制代码


6.迭代器

VectorArrayList基本差不多,都是定义了三个迭代器:

  • Itr:实现接口Iterator,有简单的功能:判断是否有下一个元素,获取下一个元素,删除,遍历剩下的元素

  • ListItr:继承Itr,实现ListIterator,在Itr的基础上有了更加丰富的功能。

  • VectorSpliterator:可以分割的迭代器,主要是为了分割以适应并行处理。和ArrayList里面的ArrayListSpliterator类似。


6.1 Itr

Itr这是一个比较初级的迭代器,实现了Iterator接口,有判断是否有下一个元素,访问下一个元素,删除元素的方法以及遍历对每一个元素处理的方法。

里面有两个比较重要的属性:

  • cursor:下一个即将访问的元素下标

  • lastRet:上一个返回的元素下标,初始化为-1


两个重要的方法:

  • next():获取下一个元素

  • remove():移除当前元素,需要在 next()方法调用之后,才能调用,要不会报错。


ArrayList里面定义的基本差不多,除了这里面其实加上同步,因为要做到线程安全。

    private class Itr implements Iterator<E> {        // 下一个即将返回的元素index        int cursor;               // 上一个返回的index,-1则表示没有        int lastRet = -1;         int expectedModCount = modCount;
// 是否还有下一个元素 public boolean hasNext() { return cursor != elementCount; }
// 获取下一个返回的元素 public E next() { // 同步 synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); // 由于cursor本身就是下一个元素的下标,所以这个值直接取到,返回就可以,用i保存一下 int i = cursor; if (i >= elementCount) throw new NoSuchElementException(); // 下一个返回的index更新 cursor = i + 1; // 返回i位置的值,更新lastRet位置 return elementData(lastRet = i); } }
// 移除元素 public void remove() { if (lastRet == -1) throw new IllegalStateException(); // 同步 synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); // 调用Vector的移除方法 Vector.this.remove(lastet); expectedModCount = modCount; } // 删除了当前的元素,相当于迭代器倒退了一步 cursor = lastRet; // 上次返回的元素下标更新为-1,因为移除了 lastRet = -1; }
// 遍历处理剩下的元素 @Override public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) { Objects.requireNonNull(action); synchronized (Vector.this) { final int size = elementCount; int i = cursor; if (i >= size) { return; } @SuppressWarnings("unchecked") final E[] elementData = (E[]) Vector.this.elementData; if (i >= elementData.length) { throw new ConcurrentModificationException(); } // 对剩下的元素挨个处理 while (i != size && modCount == expectedModCount) { action.accept(elementData[i++]); } // update once at end of iteration to reduce heap write traffic cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } } // 检查是否被修改 final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } }
复制代码


6.2 ListItr

拓展了Itr的功能,多了几个方法。

主要增加的功能有:

  • 根据 index 获取该位置的迭代器

  • 判断是否有前面的元素

  • 获取下一个返回元素的下标

  • 获取上一个返回元素的下面

  • 获取上一个元素

  • 更新元素

  • 增加元素


基本和ArrayList的也一样,也就修改的方法上加上了synchronized关键字进行同步。

    final class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {        ListItr(int index) {            super();            cursor = index;        }        // 是否有上一个元素        public boolean hasPrevious() {            return cursor != 0;        }        // 下一个元素下标        public int nextIndex() {            return cursor;        }        // 上一个元素下标        public int previousIndex() {            return cursor - 1;        }
// 获取上一个元素 public E previous() { // 同步 synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); int i = cursor - 1; if (i < 0) throw new NoSuchElementException(); // 倒退了一步,所以cursor相当于减1 cursor = i; // 更新上一个元素index return elementData(lastRet = i); } }
// 更新元素 public void set(E e) { if (lastRet == -1) throw new IllegalStateException(); synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); Vector.this.set(lastRet, e); } }
// 插入元素 public void add(E e) { int i = cursor; synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); Vector.this.add(i, e); expectedModCount = modCount; } // 插入元素之后,下一个元素的下标相当加1,因为它们相当于后移了 cursor = i + 1; lastRet = -1; } }
复制代码


6.3 VectorSpliterator

直接看源码,这是一个用来适应多线程并行迭代的迭代器,可以将集合分成多端,进行处理,每一个线程执行一段,那么就不会相互干扰,它可以做到线程安全。


对标ArrayListSpliterator,里面的实现基本一样。

    static final class VectorSpliterator<E> implements Spliterator<E> {        private final Vector<E> list;        private Object[] array;        // 当前位置        private int index;        // 结束位置,-1表示最后一个元素        private int fence; // -1 until used; then one past last index        private int expectedModCount; // initialized when fence set
/** Create new spliterator covering the given range */ VectorSpliterator(Vector<E> list, Object[] array, int origin, int fence, int expectedModCount) { this.list = list; this.array = array; this.index = origin; this.fence = fence; this.expectedModCount = expectedModCount; }
private int getFence() { // initialize on first use int hi; if ((hi = fence) < 0) { synchronized(list) { array = list.elementData; expectedModCount = list.modCount; hi = fence = list.elementCount; } } return hi; } // 分割,每调用一次,将原来的迭代器等分为两份,并返回索引靠前的那一个子迭代器。 public Spliterator<E> trySplit() { int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1; return (lo >= mid) ? null : new VectorSpliterator<E>(list, array, lo, index = mid, expectedModCount); } // 返回true时,表示可能还有元素未处理 // 返回falsa时,没有剩余元素处理了 @SuppressWarnings("unchecked") public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) { int i; if (action == null) throw new NullPointerException(); if (getFence() > (i = index)) { index = i + 1; action.accept((E)array[i]); if (list.modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); return true; } return false; } // 遍历处理剩下的元素 @SuppressWarnings("unchecked") public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) { int i, hi; // hoist accesses and checks from loop Vector<E> lst; Object[] a; if (action == null) throw new NullPointerException(); if ((lst = list) != null) { if ((hi = fence) < 0) { synchronized(lst) { expectedModCount = lst.modCount; a = array = lst.elementData; hi = fence = lst.elementCount; } } else a = array; if (a != null && (i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) { while (i < hi) action.accept((E) a[i++]); if (lst.modCount == expectedModCount) return; } } throw new ConcurrentModificationException(); } // 估算大小 public long estimateSize() { return (long) (getFence() - index); } // 返回特征值 public int characteristics() { return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED; } }
复制代码


几个迭代器,各有各自的功能,我们按需使用即可🌝🌝🌝


7. 小结一下

Vector的思路和ArrayList基本是相同的,底层是数组保存元素,Vector 默认的容量是 10,有一个增量系数,如果指定,那么每次都会增加一个系数的大小,否则就扩大一倍。


扩容的时候,其实就是数组的复制,其实还是比较耗时间的,所以,我们使用的时候应该尽量避免比较消耗时间的扩容操作。


和 ArrayList 最大的不同,是它是线程安全的,几乎每一个方法都加上了Synchronize关键字,所以它的效率相对也比较低一点。

ArrayList 如果需要线程安全,可以使用List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));这个方法。


此文章仅代表自己(本菜鸟)学习积累记录,或者学习笔记,如有侵权,请联系作者删除。人无完人,文章也一样,文笔稚嫩,在下不才,勿喷,如果有错误之处,还望指出,感激不尽~


技术之路不在一时,山高水长,纵使缓慢,驰而不息。


公众号:秦怀杂货店


发布于: 2020 年 11 月 16 日阅读数: 28
用户头像

纵使缓慢,驰而不息。 2018.05.17 加入

慢慢走,比较快。公众号:秦怀杂货店

评论

发布
暂无评论
Java 集合(9)-- Vector超级详细源码解析