jdk源码Vector分析基于JDK10时间2018-09-05

简介

本节来介绍Vector ,他也是List接口下早期的用来存储数据的工具类之一(现在用的并不多),而且一定要注意是在多线程情况中才采用,也就意味着他是多线程应用中,用来存储数据的一个集合,最主要需要意识到,其实它是线程安全的。

仍然从基础的数据结构,整个类的继承和实现的体系来了解,Vector可以做那些事情。(注意:新的jdk中一定要知道另一个类就是CopyOnWriteArrayList),后续文章会讲解CopyOnWriteArrayList,这里只做一个简单的阐述,让读者有一个简单的印象。

1.首先Vector同ArrayList一样是基于对象数组的。因此增删比较快,因为设计到线程安全操作的处理,意味着效率会比ArrayList低。(常见面试题之一,ArrayList与Vector的区别),最主要的就是一个线程安全,一个线程不安全。

2.Vector 实现了 RandmoAccess 接口,即提供了随机访问功能。RandmoAccess 是 java 中用来被List 实现,为 List 提供快速访问功能的。在 Vector 中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象,这就是快速随机访问。其实就是快速从索引来访问。

3.Vector 实现了Cloneable接口,即覆盖了函数clone(),能被克隆。

4.Vector 实现java.io.Serializable接口,这意味着 Vector 支持序列化,能通过序列化去传输。

5.Vector是线程安全的,这是最重要的一点一定要记住,这也是Vector存在的意义。

简单阐述一下就是,和AarryList最大的区别就是线程的问题。其余你可以大致按照ArrayList来理解,也不会有太大的偏差。但是本文还会针对一些处理细节,逐步分析它的源码,以便更深入的了解。

继承实现体系:

CC7924C2-0211-4140-8A2C-FE1BA8E59650.png的副本.jpeg

注意:这里你最需要理解到的就是其实和ArrayList没有什么区别。如果你了解了ArrayList,这里就会轻松多了。

构造函数

Vector共有四个构造函数。分别为:

1. 构造指定初始容量的向量,和每次扩容数量。

/**
 * 构造指定初始容量的向量,和每次扩容数量。
 * @param   initialCapacity     the initial capacity of the vector
 * @param   capacityIncrement   the amount by which the capacity            is
 *                              increased when the vector overflows
 * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
 *         is negative
 */
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    //这里同样是初始化一个object数组。                                 
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
    //这里标记了扩容的数量,和下面的方法对应。
    this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}

注意,这里制定了扩容的数量,可以看一下,从add(e)方法开始跟,和ArrayList一样的道理,最后到newCapacity()方法。

 /**
 * 扩容操作,返回新的数组容量
 *
 * @param minCapacity the desired minimum capacity
 * @throws OutOfMemoryError if minCapacity is less than zero
 */
private int newCapacity(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    //如果没有capacityIncrement>0那么根据我们指定的容量库容。
    //否则扩容为原来的二倍。(oldCapacity+ oldCapacity)
    //还要记住,这里和Arraylist扩容数量是有区别的(ArrayList是1.5倍)。
    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);
}

2. 构造指定容量的的向量,扩容数量为0.

 /**
 * 构造指定容量的的向量,扩容数量为0.
 * 注意:扩容数量为0不代表它就不扩容了,稍后分析便可知道。
 *
 * @param   initialCapacity   the initial capacity of the vector
 * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
 *         is negative
 */
public Vector(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, 0);
}

3. 默认的构造函数.

/**
*构造的默认容量为10
*
*/
public Vector() {
    this(10);
}    

4. 以一个集合为参数,构造一个初始化向量.

/**
 * *构造一个包含指定元素的向量集合,按照集合返回的顺序迭代器。
 * 
 * @param c the collection whose elements are to be placed into this
 *       vector
 * @throws NullPointerException if the specified collection is null
 * @since   1.2
 */
public Vector(Collection<? extends E> c) {
     //转成object数组
    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)
    //注意:这里是个bug,后续讲解为什么添加了判断。当然你也可以直接访问上面的地址,看一下具体的原因。
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
          //调用Arrays.copyOf,这里再Arraylist已经阐述过
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount,      Object[].class);
}

synchronized关键字

这里先对 synchronized 做一个简单说明,通过 synchronized 可以达到被修饰的方法变成线程安全的。

1.synchronized可以修饰实例方法。

2.synchronized可以修饰静态方法。

3.synchronized可以修饰代码块。

这里只有一个印象即可。而且注意:之前说效率不如ArrayList原因就是此关键字加大系统一部分的开销

add()

add()相对于 ArrayList 的add(),增加里 synchronized 关键字,变成了线程安全的方法,而且不光有这一个方法,,因为Vector是线程安全的list,其实根据规律可以总结出来,Vector中所有涉及到元素改动的方法全都用 synchronized 来修饰。

 /**
 * 添加一个元素到vector末尾。
 *
 * @param e element to be appended to this Vector
 * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
 * @since 1.2
 */
public synchronized boolean add(E e) {
    modCount++;
    add(e, elementData, elementCount);
    return true;
}

add()方法实践

上面阐述了,Vector是一个线程安全的类。这里做一个简单实验,来更加深刻的了解一下Vector,同时用ArrayList来对比,体现出二者的差别。

package com.vetor;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Vector;

public class Vectorlist extends Thread{
static Vector<Integer> vector = new Vector();
static List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

public void run()
{
    for(int i = 0;i<500;i++){
        vector.add(i);
        list.add(i);
    }
}

public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
    Vectorlist vectorlist = new Vectorlist();
    Thread thread1 = new Thread(vectorlist);
    Thread thread2 = new Thread(vectorlist);
    Thread thread3 = new Thread(vectorlist);
    Thread thread4 = new Thread(vectorlist);
    Thread thread5 = new Thread(vectorlist);
    thread1.start();
    thread2.start();
    thread3.start();
    thread4.start();
    thread5.start();
    //此处可以等待,或者休眠等待数组添加完毕,不然获取不到正确的size。
    Thread.sleep(3000);
    System.out.println("vector  size =  "+vector.size()+"  ");
    System.out.println("list size = "+ list.size()+"  ");
}

输出结果:
这里vector的size每次都是2500,而list的size则不为2500,注意在线程不安全下的情况下,元素存储进去不能得以保障,也有可能是其他值。

vector  size =  2500  
list size = 2225  

remove()

/**
  * 删除指定元素      
 *
 * @param o element to be removed from this Vector, if present
 * @return true if the Vector contained the specified element
 * @since 1.2
 */
public boolean remove(Object o) {
    return removeElement(o);
}

/**
 * 首先查找,删除,然后改变索引。
 *
 * @param   obj   the component to be removed
 * @return  {@code true} if the argument was a component of this
 *          vector; {@code false} otherwise.
 */
public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
    modCount++;
    //查找指定元素的索引
    int i = indexOf(obj);
    if (i >= 0) {
     //删除指定索引的元素,然后处理索引,removeElementAt就不做详细解释了。 arraylist 套路其实是一样的。
        removeElementAt(i);
        return true;
    }
    return false;
}

总结

1.最重要的一点就是要记住,Vector是线程安全的。同时也用具体的代码来证明了和ArrayList的区别。

2.目前Vector应用情况已经不是特别多,在多线程编程中。一定要看一下文中说到的CopyOnWriteArrayList,要知道二者的区别。

3.我并没有罗列Api哪些方法可以做什么事情。我相信通过详细介绍这几个方法,可以达到抛砖引玉的作用,让你跟自发的深入了解Vector,或者其他的源码做了哪些事情。

4.一定要总结规律!!!

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