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arraylist的扩容机制,arraylist的扩容

时间:2023-05-05 08:41:28 阅读:146956 作者:1213

1. ArrayList概述ArrayList的基础是数组队列,相当于动态数组。 与Java数组相比,容量动态增加。 在添加大量元素之前,APP应用程序可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量。 这样可以减少增量重新分配的数量。

ArrayList由AbstractList继承,ListRandomAccessCloneable,333http://ww

publicclassarraylisteextendsabstractlisteimplementsliste,RandomAccess,Cloneable,Java.io.serializable { } 这就是高速随机访问。 ArrayList覆盖并克隆了java.io.Serializable,即函数clone ()。 ArrayList实现了java.io.Serializable接口。 也就是说,ArrayList支持序列化,可以通过序列化进行传输。 1.1. Arraylist和Vector有什么区别? ArrayList是List的主要实现类,它基于Object[ ]存储,适合频繁搜索,线程不安全。 Vector是List的旧实现类,基础使用Object[ ]存储,是线程安全的。 1.2. Arraylist和LinkedList有什么区别?快速随机访问ArrayList和链接列表都是异步的,即不保证线程安全;Cloneable 接口Arraylist基底层为是否保证线程安全:; 链接列表的基础使用底层数据结构:数据结构。 (JDK1.6之前是循环链表,JDK1.7取消了循环。 注意双向链表和双向循环链表的区别,介绍如下! ) http://www.Sina.com (http://www.Sina.com)例如add ) e方法时,ArrayList默认在此列表末尾添加指定的元素。 在这种情况下,时间的复杂性为o ) )1)。 但是,在指定的位置I插入删除要素的情况下,(add(intindex,E element ) )时间复杂度为o (n-I ) )。 因为进行上述操作时,集合中第I个和第I个要素之后的第(n-i )个要素都进行下位/上位的操作。 http://www.Sina.com/http://www.Sina.com/linked list不支持有效的随机元素访问,但ArrayList支持。 快速访问是指从元素的序列号中快速检索元素对象。 对应于get(intindex )方法。Object 数组ArrayList空间的浪费主要体现在列表列表末尾留出一定的容量空间,链接列表空间的费用在于其每个元素需要比ArrayList占用更多的空间2. ArrayList扩展机制分析/** * ArrayList扩展的核心方法。 */privatevoidgrow (int min capacity )/oldcapacity为旧容量,newCapacity为新容量intoldcapacity=element data.length; 将old容量移位左右一位,即旧容量的二分之一。 可知//位运算的速度远远快于除法运算。 整句公式结果是将新容量更新为旧容量的1.5倍,intnewcapacity=old capacity (old capacity1); //然后,判断新容量是否大于最小所需容量,如果仍然小于最小所需容量,则将最小所需容量作为数组的新容量,与if(newcapacity-mincapacity0) newCapacity=minCapacity

; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍左右(oldCapacity 为偶数就是 1.5 倍,否则是 1.5 倍左右)! 奇偶不同,比如 :10+10/2 = 15, 33+33/2=49。如果是奇数的话会丢掉小数.
什么是>>? 这都不知道!!!!大哥果断给我两棒子

吃棒子可以 但

“>>”(移位运算符):>>1 右移一位相当于除 2,右移 n 位相当于除以 2 的 n 次方。这里 oldCapacity 明显右移了 1 位所以相当于 oldCapacity /2。对于大数据的 2 进制运算,位移运算符比那些普通运算符的运算要快很多,因为程序仅仅移动一下而已,不去计算,这样提高了效率,节省了资源

3.线程安全 3.1加锁 3.1.1使用synchronized关键字

大家都熟,这就不用说了把 。

3.1.2使用Collections.synchronizedList()

这个感觉大家也都知道,但是我忘记了

List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>()); 3.2使用CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList 类的所有可变操作(add,set等等)都是通过创建底层数组的新副本来实现的。当 List 需要被修改的时候,并不直接修改原有数组对象,而是对原有数据进行一次拷贝,将修改的内容写入副本中。写完之后,再将修改完的副本替换成原来的数据,这样就可以保证写操作不会影响读操作了。
但是这样也会存在一些缺点 例如:

内存占用问题
因为 CopyOnWrite 的写时复制机制,所以在进行写操作的时候,内存里会同时驻扎两个对象的内存,这一点会占用额外的内存空间。在元素较多或复杂的情况下,复制的开销很大的
复制过程不仅会占用双倍内存,还需要消耗 CPU 等资源,会降低整体性能。数据一致性问题
由于 CopyOnWrite 容器的修改是先修改副本,所以这次修改对于其他线程来说,并不是实时能看到的,只有在修改完之后才能体现出来。如果你希望写入的的数据马上能被其他线程看到,CopyOnWrite 容器是不适用的。

流程的话:从名字可以看出,它是满足 CopyOnWrite 的 ArrayList,也就是对一块内存进行修改时,不直接在原有内存块中进行写操作,而是将内存拷贝一份,在新的内存中进行写操作,写完之后,再将原来指向的内存指针指到新的内存,原来的内存就可以被回收,大概这个样子。

3.2.1 使用场景

读多写少
黑名单是最典型的场景,假如我们有一个搜索网站,用户在这个网站的搜索框中,输入关键字搜索内容,但是某些关键字不允许被搜索。这些不能被搜索的关键字会被放在一个黑名单中,黑名单并不需要实时更新,可能每天晚上更新一次就可以了。当用户搜索时,会检查当前关键字在不在黑名单中,如果在,则提示不能搜索。这种读多写少的场景也很适合使用 CopyOnWrite 集合。

3.2.2CopyOnWriteArrayList 读取操作的实现

读取操作没有任何同步控制和锁操作,理由就是内部数组 array 不会发生修改,只会被另外一个 array 替换,因此可以保证数据安全。

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */ private transient volatile Object[] array; public E get(int index) { return get(getArray(), index); } @SuppressWarnings("unchecked") private E get(Object[] a, int index) { return (E) a[index]; } final Object[] getArray() { return array; } 3.2.3 CopyOnWriteArrayList 写入操作的实现

CopyOnWriteArrayList 写入操作 add() 方法在添加集合的时候加了锁,保证同步,避免多线程写的时候会 copy 出多个副本。

/** * Appends the specified element to the end of this list. * * @param e element to be appended to this list * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); // 加锁 try { Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); // 拷贝新数组 newElements[len] = e; setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } }

这些都没有太深入的去了解 暂时就先这么多吧

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