arraylist 后往前遍历_面试官:请说出线程安全的 ArrayList 有哪些,除了Vector
以下环境是 JDK 1.8
ArrayList 的初始容量
面试官:你看过 ArrayList 的源码?
Python 小星:看过
面试官:那你说下ArrayList 的初始容量是多少?
Python 小星:10
面试官:你确定!?
......
1、ArrayList源码 -- 构造器
从源码里我们可以看到,无参构造函数,容量初始化为 0,有参构造函数的初始容量自定义。
我们也可以做个测试验证,我们通过反射获取 elementData 的长度,即是 ArrayList 的容量
输出结果:
思考哈:为什么默认长度是 10 ?
hashmap 里默认 16,是为了 hash 算法。@Python大星 认为固定长度的数组初始容量不需要考虑 hashmap 里的hash冲突,取 10 可能是不大不小的值,然后一直引用下来。就像你说为什么数组的下标都是从 0 开始,而不是从 1 开始,a [0] 就是偏移为 0 的位置。a [k] 就表示偏移 k 个元素类型大小的位置,少做一步减法,就一直被继承下来,无论是 C语言、Java语言 或者 Python 语言。
知道的小伙伴欢迎在评论下留言,也许无形中帮助了很多迷茫的人。
ArrayList 是“动态数组”-- 扩容
1、“动态”体现在 ArrayList的自动扩容上
ArrayList 如何完成一次扩容?
场景:ArrayList 初始容量是 10 ,如果再 add 一个元素,会怎样?
我们可以看到 JDK8 相比之前做了一点优化,使用了 >> 位运算
数组会按照 10 + 10 * 0.5 = 15 扩容(把原来的数组复制到另一个内存空间更大的数组中),扩容后再把指向原数的地址换到新数组。
ArrayList、LinkedList、Vector 的区别?
① Arraylist 和 Vector 是采用数组方式存储数据,所以插入数据慢,查找有下标,所以查询数据快
此数组元素数大于实际存储的数据以便增加插入元素,都允许直接序号索引元素,但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作,
② Vector 本身所有方法都是用 synchronized 修饰的,线程安全,所以性能上比 ArrayList 要差
③ LinkedList 使用双向链表实现存储
按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,查找较慢,但是插入数据时只需要记录本项前后项即可,插入数据较快。
为什么说 ArrayList 不是线程安全?
1、测试
输出结果:999
可以看出和我们预期的不一致。
在 add 操作分 2 步 :
① 判断 elementData 数组容量是否满足需求
② 在 elementData 对应位置上设置值
在多个线程进行 add 操作时可能会导致 elementData 数组越界。
elementData [size++] = e 设置值的操作同样会导致线程不安全。从这儿可以看出,这步操作也不是一个原子操作,线程不安全。
LinkedList
LinkedList 内部是双向链表结构
面试官:LinkedList 为什么说查找慢?它是怎么查找的?
Python 小星:因为它是链表结构,从表头开始遍历,所以当查找元素在链表后面,会比较慢
面试官:好的。回去等通知!
废话不多说,我们看下源码
从第二张图中我们可以看出:
链表中的 index 只是标记元素的相对于链表头部(first 指向的)node 的个数 ,这样在根据 index 查询时,可以根据 index 和 size 的关系,提高查询性能。当 index 大致在链表的前半部分时(index > 1)),从链表的首部开始遍历显然更快,而当 index 大致在链表的后半部分时(index > (size >> 1)),从链表的尾部开始遍历显然更快,这样就使得查找次数从 n 次将为了 n/2 次,虽然查找算法的时间复杂度还是 O (n)。
我们都知道 LinkedList 是链表结构,那到底是单向链表还是双向链表?
由上图可以看出Linkedlist是双向链表
为什么说 Vector 过时了,弃用了?
摘选 stackoverflow 的回答
https://stackoverflow.com/questions/1386275/why-is-java-vector-and-stack-class-considered-obsolete-or-deprecated#comment12234699_1386288
首先需要说明,在 Java 8 中 ,官方并没有弃用。
① Vector 对每个单独的方法进行同步;
② 通常 我们想要同步整个操作序列。
参考 https://javaconceptoftheday.com/not-use-vector-class-code/
① 无需 vector 也能实现线程安全
可以使用 Collections 类中 synchronizedList 来实现线程安全的 ArrayList
② 线程安全的 Vector 非常耗时
Vector 类的所有方法均已同步。这使 Vector 对象线程上的每个操作都安全。但是,这很耗时。因为,您需要为Vecto r在对象上执行的每个操作获取对象锁。通常,我们需要一组操作而不是每个操作都同步。一次锁定对象,为什么每次操作都要一次又一次次地获得锁?这是耗时的,降低性能。
③ Vector 设计不好
Vector 结合 2 个功能,“可调整大小的数组” 和 “同步”。这使设计不佳,而应始终使用ArrayList类。您将拥有可调整大小的数组,每当您要使其同步时,可以使用 Collections 中 synchronizedList 来实现线程安全的 ArrayList。
除了 Vector ,还有哪些线程安全的 ArrayList ?
synchronizedList 和 CopyOnWriteArrayList
1、synchronizedList
① synchronizedList 的用法(适合对数据要求较高的情况)
SynchronizedList 的 add 方法
add 方法
我们可以看出,SynchronizedList 用 synchronized 同步的是代码块,而 vector 用synchronized 同步的是方法。
【1】SynchronizedList 有很好的扩展和兼容功能。他可以将所有的 List 的子类转成线程安全的类;
【2】使用 SynchronizedList 的时候,进行遍历时要手动进行同步处理。
② CopyOnWriteArrayList (适合读多写少的场景)
1、add方法
CopyOnWriteArrayList 中 add 方法的实现(向 CopyOnWriteArrayList 里添加元素),可以发现在添加的时候是需要加锁的,写入时复制(CopyOnWrite),copy 一份新的数组进行相关的操作,在执行完修改操作后将原来集合指向新的集合来完成修改操作
add方法
2、get方法
读的时候不需要加锁,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。
get方法
CopyOnWriteArrayList 缺点:
【1】 内存占有问题:很明显,两个数组同时驻扎在内存中,如果实际应用中,数据比较多,而且比较大的情况下,占用内存会比较大,针对这个其实可以用 ConcurrentHashMap 来代替。
【2】 数据一致性:CopyOnWrite 容器只能保证数据的最终一致性,不能保证数据的实时一致性。所以如果你希望写入的的数据,马上能读到,请不要使用 CopyOnWrite 容器
@Python大星 | 文
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