【Java集合源碼剖析】Vector源碼剖析

轉載請註明出處：http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35793865

Vector簡介

    Vector也是基於數組實現的，是一個動態數組，其容量能自動成長。

    LinkedList是JDK1.0引入了，它的很多實現方法都加入了同步語句，因此是安全執行緒的（其實也只是相對安全，有些時候還是要加入同步語句來保證線程的安全），可以用於多線程環境。

    LinkedList沒有絲線Serializable介面，因此它不支援序列化，實現了Cloneable介面，能被複製，實現了RandomAccess介面，支援快速隨機訪問。

Vector源碼剖析

    Vector的源碼如下（加入了比較詳細的注釋）：

package java.util;   public class Vector<E>      extends AbstractList<E>      implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  {           // 儲存Vector中資料的數組      protected Object[] elementData;       // 實際資料的數量      protected int elementCount;       // 容量增長係數      protected int capacityIncrement;       // Vector的序列版本號碼      private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;       // Vector建構函式。預設容量是10。      public Vector() {          this(10);      }       // 指定Vector容量大小的建構函式      public Vector(int initialCapacity) {          this(initialCapacity, 0);      }       // 指定Vector"容量大小"和"增長係數"的建構函式      public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {          super();          if (initialCapacity < 0)              throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                                 initialCapacity);          // 建立一個數組，數組容量是initialCapacity          this.elementData = new Object[initialCapacity];          // 設定容量增長係數          this.capacityIncrement = capacityIncrement;      }       // 指定集合的Vector建構函式。      public Vector(Collection<? extends E> c) {          // 擷取“集合(c)”的數組，並將其賦值給elementData          elementData = c.toArray();          // 設定數組長度          elementCount = elementData.length;          // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)          if (elementData.getClass() != Object[].class)              elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);      }       // 將數組Vector的全部元素都拷貝到數組anArray中      public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {          System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);      }       // 將當前容量值設為 =實際元素個數      public synchronized void trimToSize() {          modCount++;          int oldCapacity = elementData.length;          if (elementCount < oldCapacity) {              elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);          }      }       // 確認“Vector容量”的協助函數      private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {          int oldCapacity = elementData.length;          // 當Vector的容量不足以容納當前的全部元素，增加容量大小。          // 若 容量增量係數>0(即capacityIncrement>0)，則將容量增大當capacityIncrement          // 否則，將容量增大一倍。          if (minCapacity > oldCapacity) {              Object[] oldData = elementData;              int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?                  (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);              if (newCapacity < minCapacity) {                  newCapacity = minCapacity;              }              elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);          }      }       // 確定Vector的容量。      public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {          // 將Vector的改變統計數+1          modCount++;          ensureCapacityHelper(minCapacity);      }       // 設定容量值為 newSize      public synchronized void setSize(int newSize) {          modCount++;          if (newSize > elementCount) {              // 若 "newSize 大於 Vector容量"，則調整Vector的大小。              ensureCapacityHelper(newSize);          } else {              // 若 "newSize 小於/等於 Vector容量"，則將newSize位置開始的元素都設定為null              for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {                  elementData[i] = null;              }          }          elementCount = newSize;      }       // 返回“Vector的總的容量”      public synchronized int capacity() {          return elementData.length;      }       // 返回“Vector的實際大小”，即Vector中元素個數      public synchronized int size() {          return elementCount;      }       // 判斷Vector是否為空白      public synchronized boolean isEmpty() {          return elementCount == 0;      }       // 返回“Vector中全部元素對應的Enumeration”      public Enumeration<E> elements() {          // 通過匿名類實現Enumeration          return new Enumeration<E>() {              int count = 0;               // 是否存在下一個元素              public boolean hasMoreElements() {                  return count < elementCount;              }               // 擷取下一個元素              public E nextElement() {                  synchronized (Vector.this) {                      if (count < elementCount) {                          return (E)elementData[count++];                      }                  }                  throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");              }          };      }       // 返回Vector中是否包含對象(o)      public boolean contains(Object o) {          return indexOf(o, 0) >= 0;      }        // 從index位置開始向後尋找元素(o)。      // 若找到，則返回元素的索引值；否則，返回-1      public synchronized int indexOf(Object o, int index) {          if (o == null) {              // 若尋找元素為null，則正向找出null元素，並返回它對應的序號              for (int i = index ; i < elementCount ; i++)              if (elementData[i]==null)                  return i;          } else {              // 若尋找元素不為null，則正向找出該元素，並返回它對應的序號              for (int i = index ; i < elementCount ; i++)              if (o.equals(elementData[i]))                  return i;          }          return -1;      }       // 尋找並返回元素(o)在Vector中的索引值      public int indexOf(Object o) {          return indexOf(o, 0);      }       // 從後向前尋找元素(o)。並返回元素的索引      public synchronized int lastIndexOf(Object o) {          return lastIndexOf(o, elementCount-1);      }       // 從後向前尋找元素(o)。開始位置是從前向後的第index個數；      // 若找到，則返回元素的“索引值”；否則，返回-1。      public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {          if (index >= elementCount)              throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);           if (o == null) {              // 若尋找元素為null，則反向找出null元素，並返回它對應的序號              for (int i = index; i >= 0; i--)              if (elementData[i]==null)                  return i;          } else {              // 若尋找元素不為null，則反向找出該元素，並返回它對應的序號              for (int i = index; i >= 0; i--)              if (o.equals(elementData[i]))                  return i;          }          return -1;      }       // 返回Vector中index位置的元素。      // 若index月結，則拋出異常      public synchronized E elementAt(int index) {          if (index >= elementCount) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);          }           return (E)elementData[index];      }       // 擷取Vector中的第一個元素。      // 若失敗，則拋出異常！      public synchronized E firstElement() {          if (elementCount == 0) {              throw new NoSuchElementException();          }          return (E)elementData[0];      }       // 擷取Vector中的最後一個元素。      // 若失敗，則拋出異常！      public synchronized E lastElement() {          if (elementCount == 0) {              throw new NoSuchElementException();          }          return (E)elementData[elementCount - 1];      }       // 設定index位置的元素值為obj      public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {          if (index >= elementCount) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +                                   elementCount);          }          elementData[index] = obj;      }       // 刪除index位置的元素      public synchronized void removeElementAt(int index) {          modCount++;          if (index >= elementCount) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +                                   elementCount);          } else if (index < 0) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);          }           int j = elementCount - index - 1;          if (j > 0) {              System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);          }          elementCount--;          elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */     }       // 在index位置處插入元素(obj)      public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {          modCount++;          if (index > elementCount) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index                                   + " > " + elementCount);          }          ensureCapacityHelper(elementCount + 1);          System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);          elementData[index] = obj;          elementCount++;      }       // 將“元素obj”添加到Vector末尾      public synchronized void addElement(E obj) {          modCount++;          ensureCapacityHelper(elementCount + 1);          elementData[elementCount++] = obj;      }       // 在Vector中尋找並刪除元素obj。      // 成功的話，返回true；否則，返回false。      public synchronized boolean removeElement(Object obj) {          modCount++;          int i = indexOf(obj);          if (i >= 0) {              removeElementAt(i);              return true;          }          return false;      }       // 刪除Vector中的全部元素      public synchronized void removeAllElements() {          modCount++;          // 將Vector中的全部元素設為null          for (int i = 0; i < elementCount; i++)              elementData[i] = null;           elementCount = 0;      }       // 複製函數      public synchronized Object clone() {          try {              Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();              // 將當前Vector的全部元素拷貝到v中              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();          }      }       // 返回Object數組      public synchronized Object[] toArray() {          return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);      }       // 返回Vector的模板數組。所謂模板數組，即可以將T設為任意的資料類型      public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {          // 若數組a的大小 < Vector的元素個數；          // 則建立一個T[]數組，數組大小是“Vector的元素個數”，並將“Vector”全部拷貝到新數組中          if (a.length < elementCount)              return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());           // 若數組a的大小 >= Vector的元素個數；          // 則將Vector的全部元素都拷貝到數組a中。      System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);           if (a.length > elementCount)              a[elementCount] = null;           return a;      }       // 擷取index位置的元素      public synchronized E get(int index) {          if (index >= elementCount)              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);           return (E)elementData[index];      }       // 設定index位置的值為element。並返回index位置的原始值      public synchronized E set(int index, E element) {          if (index >= elementCount)              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);           Object oldValue = elementData[index];          elementData[index] = element;          return (E)oldValue;      }       // 將“元素e”添加到Vector最後。      public synchronized boolean add(E e) {          modCount++;          ensureCapacityHelper(elementCount + 1);          elementData[elementCount++] = e;          return true;      }       // 刪除Vector中的元素o      public boolean remove(Object o) {          return removeElement(o);      }       // 在index位置添加元素element      public void add(int index, E element) {          insertElementAt(element, index);      }       // 刪除index位置的元素，並返回index位置的原始值      public synchronized E remove(int index) {          modCount++;          if (index >= elementCount)              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);          Object oldValue = elementData[index];           int numMoved = elementCount - index - 1;          if (numMoved > 0)              System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,                       numMoved);          elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work           return (E)oldValue;      }       // 清空Vector      public void clear() {          removeAllElements();      }       // 返回Vector是否包含集合c      public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {          return super.containsAll(c);      }       // 將集合c添加到Vector中      public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {          modCount++;          Object[] a = c.toArray();          int numNew = a.length;          ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);          // 將集合c的全部元素拷貝到數組elementData中          System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);          elementCount += numNew;          return numNew != 0;      }       // 刪除集合c的全部元素      public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {          return super.removeAll(c);      }       // 刪除“非集合c中的元素”      public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {          return super.retainAll(c);      }       // 從index位置開始，將集合c添加到Vector中      public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {          modCount++;          if (index < 0 || index > elementCount)              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);           Object[] a = c.toArray();          int numNew = a.length;          ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);           int numMoved = elementCount - index;          if (numMoved > 0)          System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);           System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);          elementCount += numNew;          return numNew != 0;      }       // 返回兩個對象是否相等      public synchronized boolean equals(Object o) {          return super.equals(o);      }       // 計算雜湊值      public synchronized int hashCode() {          return super.hashCode();      }       // 調用父類的toString()      public synchronized String toString() {          return super.toString();      }       // 擷取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集      public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {          return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex), this);      }       // 刪除Vector中fromIndex到toIndex的元素      protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {          modCount++;          int numMoved = elementCount - toIndex;          System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,                           numMoved);           // Let gc do its work          int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);          while (elementCount != newElementCount)              elementData[--elementCount] = null;      }       // java.io.Serializable的寫入函數      private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)          throws java.io.IOException {          s.defaultWriteObject();      }  } 

幾點總結

    Vector的源碼實現總體與ArrayList類似，關於Vector的源碼，給出如下幾點總結：

    1、Vector有四個不同的構造方法。無參構造方法的容量為預設值10，僅包含容量的構造方法則將容量增長量（從源碼中可以看出容量增長量的作用，第二點也會對容量增長量詳細說）明置為0。

    2、注意擴充容量的方法ensureCapacityHelper。與ArrayList相同，Vector在每次增加元素（可能是1個，也可能是一組）時，都要調用該方法來確保足夠的容量。當容量不足以容納當前的元素個數時，就先看構造方法中傳入的容量增長量參數CapacityIncrement是否為0，如果不為0，就設定新的容量為就容量加上容量增長量，如果為0，就設定新的容量為舊的容量的2倍，如果設定後的新容量還不夠，則直接新容量設定為傳入的參數（也就是所需的容量），而後同樣用Arrays.copyof()方法將元素拷貝到新的數組。

    3、很多方法都加入了synchronized同步語句，來保證安全執行緒。

    4、同樣在尋找給定元素索引值等的方法中，源碼都將該元素的值分為null和不為null兩種情況處理，Vector中也允許元素為null。

    5、其他很多地方都與ArrayList實現大同小異，Vector現在已經基本不再使用。