Vector源码解读以及与ArrayList的区别

小咪咪 2022-10-16 01:58 170阅读 0赞

## 1、概述 ##

**Vector**和**ArrayList**类似，内部也是维护一个**Object的数组** **protected Object\[\] elementData**，也**允许null**存在.其实现了 **List**<E>、**RandomAccess** 、**Cloneable **、java.io**.Serializable**.内部的方法和ArrayList一样的，只是加上 **synchronized** 关键字, 保证线程安全.

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzcyNTUxNw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

需要深入了解它，便要从**成员变量**、**构造方法**、**主要方法**深入

## 2、成员变量 ##

> **protected Object\[\] elementData**; // **Vector 内部维护的数组，用来存储数据**  
> **protected int elementCount**;    //  **存储元素个数**  
> protected int capacityIncrement;  // **扩容时的增加量，大于0 增加capacityIncrement 否则就是扩为 2 倍**  
> private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;  
> private static final int MAX\_ARRAY\_SIZE = Integer.MAX\_VALUE - 8;

**elementCount**是**实际存储的元素个数**， capacityIncrement是增加量，如果增加量大于0 就扩容为 capacityIncrement的值。

就比如可以指定增加量的值大小：capacityIncrement初始化为2，下次扩容时判断capacityIncrement是否大于0 ，大于零就会增加capacityIncrement的容量值（**扩容**）.

>     List<Integer> vector = new Vector<>(1,2);

其中还有一个属性也是比较重要的，不过不是它的，而是它的父类的属性。

>     protected transient int modCount = 0;

**modCount** 是ArrayList 继承自 **AbstractList** 的属性，它是用来**记录集合的尺寸被修改次数**的，**add**、**remove** **方法会导致 modCount +1.**

## 3、构造方法 ##

初始化时提供了四个方法

>     public Vector()
>     public Vector(int initialCapacity)
>     public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)
>     public Vector(Collection<? extends E> c)

### 无参构造方法 ###

>     /**
>      * Constructs an empty vector so that its internal data array
>      * has size {@code 10} and its standard capacity increment is
>      * zero.
>      */
>     public Vector() {
>         this(10);
>     }

既然无参构造方法中使用有参构造方法 ：**public Vector(int initialCapacity)**.**默认初始化增量为0**

>     public Vector(int initialCapacity) {
>         this(initialCapacity, 0);// 初始化增量为0
>     }

### 有参构造（指明增量值） ###

>     public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
>        super();
>        if (initialCapacity < 0)
>            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
>                                                    initialCapacity);
>        this.elementData = new Object[initialCapacity];
>        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
>     }

**初始化elementData数组的容量大小为initialCapacity**，并且**增量为capacityIncrement**.

### 指定Collection的参数有参构造 ###

>     public Vector(Collection<? extends E> c) {
>       elementData = c.toArray();
>       elementCount = elementData.length;
>       // defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object[]
>       // (see e.g. https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652)
>       if (elementData.getClass() != Object[].class)
>         elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
>     }

**判断elementData的class类型是否是Object\[\]**，**不是就做转换**。（**defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object\[\]**）

## 4、Vector扩容机制分析（重点） ##

演示扩容机制的代码：

>     public class TestVector {
>         public static void main(String[] args) {
>             List<Integer> vector = new Vector<>(1,2);
>             for (int i = 0; i < 10; i++) {
>                 vector.add(i);
>             }
>             vector.add(1);
>         }
>     }

主要通过deburg方式，查看代码执行的过程，当第11次在添加元素1时，查看源码分析过程：

>     public synchronized boolean add(E e) {
>         modCount++;
>         add(e, elementData, elementCount);
>        return true;
>     }

该方法是一个线程安全的方法，在调用**add(e, elementData, elementCount)**;源码如下：**elementCount**是当前的数组元素个数.

>     private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
>        if (s == elementData.length)
>             elementData = grow();
>        elementData[s] = e;
>        elementCount = s + 1;
>     }

**判断**当前数组**元素的个数是否等于最初始化的大小的容量**，对elementData数组**进行扩容grow()**。

>     //第一步：
>     private Object[] grow() {
>        return grow(elementCount + 1); // 11
>     }
>     // 第二步：
>     private Object[] grow(int minCapacity) {
>        return elementData = Arrays.copyOf(elementData,
>                                                newCapacity(minCapacity));
>     }

真正的扩容newCapacity()方法：

>     private int newCapacity(int minCapacity) {
>         // overflow-conscious code
>         int oldCapacity = elementData.length;
>         int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
>                                              capacityIncrement : oldCapacity);
>         if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
>              if (minCapacity < 0) // overflow
>                   throw new OutOfMemoryError();
>               return minCapacity;
>          }
>          return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)
>                 ? newCapacity
>                 : hugeCapacity(minCapacity);
>     }
>     
>     private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
>          if (minCapacity < 0) // overflow
>               throw new OutOfMemoryError();
>          return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
>                 Integer.MAX_VALUE :
>                 MAX_ARRAY_SIZE;
>     }

首先获取当前数组的长度length，并且对增量判断（capacityIncrement > 0），无参构造是默认增量为0，因此就**扩容为2倍**.其中还对扩容后的newCapacity 长度**是否超过最大值判断**。没有超过就是返回newCapacity ，超过返回**Integer**.MAX\_VALUE 最大值.

## 5、Vector源码结论（重点） ##

*  Vector底层也是一个**对象数组** protected Object  \[ \] elementData；
 *  Vector是线程同步的，即**线程安全**，Vector类的操作方法带有**synchronized** ；安全但是效率就不高了。
 *  扩容倍数如果是**无参构造**，默认是**创建一个10的对象数组**，超过容量后就**2倍扩容** （**除非指定增量就按照增量大小进行扩容**）；指定大小创建对象时，就按照大小创建对象（**指定容量的Vector对象**）

## 6、Vector和ArrayList的区别（重点） ##

1.  **Vector是线程安全的**，ArrayList不是线程安全的（**主要区别**）
2.  ArrayList**无参构造方法初始容量为0**，Vector的无参构造方法初始为**10**
3.  **ArrayList不可以设置扩容容量**，**默认是1.5倍，Vector可以设置，默认是2倍**。

## 7、Vector和Collections.synchronizdList（重点） ##

Vector是java.util包的一个类，SynchronizedList是**java.Collections**中的一个静态内部类。

Collections.synchronizedList（List list）方法返回一个线程安全的List。

因此sychronizedList和Vector没有区别，为什么还要提供两种线程安全的List呢？？**接下来看看Collections.synchronizedList源码**

>     static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {
>         private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;
>     
>         final Collection<E> c;  // Backing Collection
>         final Object mutex;     // Object on which to synchronize
>         SynchronizedCollection(Collection<E> c) {
>             this.c = Objects.requireNonNull(c);
>             mutex = this;
>         }
>     
>         SynchronizedCollection(Collection<E> c, Object mutex) {
>              this.c = Objects.requireNonNull(c);
>              this.mutex = Objects.requireNonNull(mutex);
>         }
>         //....
>     }

通过Collections.synchronizedList(List list) 创建一个线程安全的list

>     List list1 = Collections.synchronizedList(list);

通过deburg方式查看到源码

>     public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {
>          return (list instanceof RandomAccess ?
>                 new SynchronizedRandomAccessList<>(list) :
>                 new SynchronizedList<>(list));
>     }

查看其中方法源码：发现是加了synchronized同步代码块的。并不是所有的方法都是同步代码块的，有些是没有加的，需要手动加上锁，比如ListIterator

>     public boolean add(E e) {
>         synchronized (mutex) {return c.add(e);}
>     }
>     public boolean remove(Object o) {
>          synchronized (mutex) {return c.remove(o);}
>     }

### 两者区别 ###

*  Vector使用**同步方法**，Collections.synchronizedList使用的是**同步代码块** 
 *  **Vector的扩容数组是2倍**（无参构造时，默默是2倍）而**synchronizedList**是使用**ArrayList的扩容机制**
 *  Collections.synchronizedList在遍历时需要手动加锁处理，Vector在遍历方法加了synchronized关键字

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