一點一點看JDK源碼（四）java.util.ArrayList 中篇

 一點一點看JDK源碼（四）java.util.ArrayList 中篇

 

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本文舉例使用的是JDK8的API

 

目錄：一點一點看JDK源碼（〇）

1.綜述

 

　　在前篇中，對於java.util.ArrayList進行了一些源碼註釋，能堅持看完的估計都是神通常的存在。

　　不過看源碼並須要一個艱苦的過程，枯燥是很正常的。

　　可是不是要一直都很枯燥，本文將對此類進行分類解析。

 

2.關注點

　　2.0.ArrayList是如何構成的？

　　　　在java中，一個類的構成並非十分複雜，列舉出來，一頁紙應該是足夠的，我嘗試下。

　　　　2.0.1.類的定義　

　　　　　　類的定義中，會聲明是class，AbstractClass，或者interface。

　　　　　　該類是否含有該類沒有顯示定義的方法，取決於向上有多少個extends的父類的存在。

　　　　　　該類是否有必須實現的方法，取決於向上有多少個implments的接口的存在。

 

　　　　2.0.2.類的構造

　　　　　　無參構造器，帶參構造器。

 

　　　　　　構造器的方法名是和類名同名的，而且沒有返回值。

　　　　　　構造器不論是無參的，仍是帶參的，無論使用何種方式調用，

　　　　　　都說明該類已經被實例化了。

　　　　　　構造器內也能夠寫不少奇葩的代碼的，固然也許是經常使用手段。

　　　　　　在構造器內寫代碼以實現本身想實現的功能，至關於一些容器的init，實際上就是初始化。

 

　　　　2.0.3.類的成員變量

　　　　　　類的成員變量，無論如何定義，都是爲該類內使用該變量提供必定的便利性

　　　　　　類的成員變量，理論上就是該類內的全局變量，若是是public，或者default，protected，

　　　　　　都是一種對該全局變量的開放性。

　　　　　　

　　　　　　成員變量，能夠是static的（靜態，類加載即加載），能夠是final的（只容許實例化一次）

 

　　　　2.0.4.類的成員方法

　　　　　　類的成員方法，在不論其使用範圍的狀況下，都是一種方法，根據實例化使用的構造不一樣，

　　　　　　可調用的方法範圍不一樣。

　　　　　　若使用父類構造器來接收子類實例（如：Object obj = new ArrayList（）），

　　　　　　會發現obj可以使用的方法就變得不多了（只有Object的方法容許使用了）。以下圖：

　　　　　　（Object是java中全部類的基類，沒有顯示繼承也是被繼承的）

　　　　　　　

　　　　　　所以，即便List list = new ArrayList（）；

　　　　　　用起來，字數更少，寫起來更方便，可是失去了一些功能。

　　　　　　固然，簡單的使用List接口來操做ArrayList實例化對象也是能知足必定要求的，

　　　　　　也並不是不可使用。

 

　　　　2.0.5.類的內部類

 

　　　　　　ArrayList也有一些內部類，內部類使用成員方法進行實例化，返回的是其Implments接口的對象。

　　　　　　因爲其接口的方法在內部類中被複寫，因此直接調用接口的方法，其實是調用其內部類的方法。

　　　　　　關於內部類，下文中有列舉。

 

　　　　2.0.6.類的實例化

　　　　　　

　　　　　　類的成員方法，隨着實例化時接收的對象類型不一樣而不一樣，由於咱們只能調用對象所在類提供

　　　　　　的方法，因此瞭解ArrayList實例化後的特性，就應該使用ArrayList類來接收實例化對象。

　　　　　　　　（上文已有，再也不贅述）

　　　　

　　2.1.ArrayList提供了什麼？

 

　　　　提供了什麼？我也並不是十分清楚。在第一篇中，我認爲Collection下都是容器，所以做爲一個容器，

　　　　應該提供容器應該有的特性吧，好比：

　　　　　　容器存儲結構（底層存儲結構）

　　　　　　容積計算（定容和擴容）

　　　　　　增刪改查方法

　　　　　　特性方法（取決於儲存結構和要實現的特性）

 

　　　　實際上這個內容仍是可以進行一些分類的。ArrayList提供了以下具體內容：

　　　　　　2.1.1.常量和成員變量（沒法直接訪問，容許調用public方法訪問）

　　　　　　

　　　　　　　　常量包括容量（size，MAX。。），底層存儲結構（Object數組），序列化版本，默認儲存等。

 

　　　　　　2.1.2.構造器和初始化（可調用構造器）

 

　　　　　　　　

　　　　　　　　clinit是該類在VM裝載的時候初始化用的，暫不深究。

　　　　　　　　

　　　　　　　　它提供了三個構造器：

　　　　　　　　　　一個無參構造器ArrayList（）；

　　　　　　　　　　兩個帶參構造器ArrayList（int）和ArrayList（Collection< ? extends E>）

 

　　　　　　　　初學的時候總有一種迷惑的感受，構造器無非就是實例化的，爲何要提供好幾個構造器？

　　　　　　　　這三個構造器都應該在何時使用呢？

　　　　　　　　　　若是不肯定你定義這個容器的時候，容量多大，容器內容是什麼，那麼應該使用無參構造器。

 

　　　　　　　　　　若是肯定你定義這個構造器的容量，或者至少容量會有多少，可使用ArrayList（int）構造。

　　　　　　　　　　由於在ArrayList底層是Object數組，數組的容量是肯定的，所以每次增長內容都須要對數組

　　　　　　　　　　進行擴容，擴容過程當中要用新數組接收拷貝後的舊數組，因此節約計算資源效率，在能肯定

　　　　　　　　　　容量的狀況下，最好使用定容構造器ArrayList（int）。

 

　　　　　　　　　　若是一個容器內將直接增長數據，那麼該數據最好是來自集合，也就是說向上兩層的接口

　　　　　　　　　　Collection之下的全部結構，均可以直接轉化爲ArrayList的，此時就應該選擇使用

　　　　　　　　　　ArrayList（Collection< ? extends E>）構造器了。

　　　　　　　　　　ArrayList查詢快，增刪慢，這個是官方說法。快慢其實是相對而言的，相對於誰呢？

　　　　　　　　　　通常說到數組的相對性，都指的是鏈表。

　　　　　　　　　　即，接收參數的時候，使用鏈表，查詢和加工參數的時候，使用數組。

 

　　　　2.1.3.成員方法

　　　　　　　　ArrayList提供的成員方法不少，主要分爲三類：

　　　　　　　　　　1.增刪改查對容器直接操做，歸爲一類。

　　　　　　　　　　2.內部保護方法，內部處理數據中調用的方法，或只暴露給uitl包的方法，沒法公開調用。

　　　　　　　　　　3.其他的，對於容器特性的操做，或數據轉化的操做，歸爲一類。

 

　　　　　　　　增：add，addAll，分別對應添加單個元素和添加多個元素，其中有對於index的指定參數時，

　　　　　　　　　　就是針對指定index後插入實參對象。位指定的時候默認加在末尾。

　　　　　　　　　　add和addAll的時候有進行擴容判斷，擴容倍數爲1.5倍。（先擴容，增長後再去掉空元素）

 

　　　　　　　　刪：remove，removeAll，removeIf，分別對應刪除單個元素，刪除多個元素，按條件匹配刪除。

　　　　　　　　　　傳入參數有指定的index（按指定index刪除），雙index（按指定index範圍刪除），

　　　　　　　　　　Object（嘗試找到此元素並刪除，返回操做標識），Collection（刪除指定集合內容）

　　　　　　　　　　Predicate接口（做爲filter來進行是否刪除的過濾，功能相似於Compare接口）。

　　　　　　　　　　有些刪除的方法是帶有返回值的，爲boolean，或被刪除的內容，應當接收，做爲是否成功，

　　　　　　　　　　或者操做可能須要回滾的判斷。

 

　　　　　　　　改：set，改指定index的值爲實參對象。

 

　　　　　　　　查：get，根據index獲取元素。indexOf，lastIndexOf，分別正序或倒敘根據元素查index

　　　　　　　　

　　　　　　　　內部保護方法：

　　　　　　　　　　一點點去找內部保護方法去看定義，比較麻煩，能夠直接看結構。

　　　　　　　　　　若該方法有紅色方框標記，就是不對外公開調用的了。以下圖：

　　　　　　　　

　　　　　　　　　　內部保護方法，之因此不對外公開，是由於外部調用的時候，由於考慮不周，或調用方式錯誤，

　　　　　　　　　　或者其餘緣由吧，將致使有錯誤出現，自己可能也並不是是一個完整的操做鏈，因此保護起來。

 

　　　　　　　　　　如fastRemove(int)方法，util包下均可以調用，有和remove有區別在於，它省略掉了index校驗

　　　　　　　　　　還有rangeCheck（int），是專門用於index校驗的方法，也沒有必要對外公開，它屬於

　　　　　　　　　　其餘方法，如add，addAll的一部分，這種方法抽取出來的緣由，多數由於出現次數超過三次，

　　　　　　　　　　所以就有必要進行從新封裝了。

 

　　　　　　　　特性操做：

　　　　　　　　　　特性操做細分下來，也能夠按照功能進行細分。如：

　　　　　　　　　　　　清空（clear），克隆（clone），容量（size），判空（isEmpty），判斷包含（cantains），

　　　　　　　　　　　　容量優化（ensureCapacity），遍歷（forEach），迭代器（iterator等），拆分（subList），

　　　　　　　　　　　　拆分迭代（spliterator），比較排序（sort），轉數組（toArray），替換（replace），

　　　　　　　　　　　　去空（trimToSize），求交集（retainAll）

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　其中，清空，替換，排序，容量優化，都是對ArrayList自身的操做。

　　　　　　　　　　克隆，容量，判斷，都是對ArrayList的一種特性或內容查詢方式。

　　　　　　　　　　而遍歷，迭代，拆分，迭代拆分，就純粹是數據加工，而得到其餘對象了。

　　　　　　　　　　　　其中拆分，迭代拆分，Collection接口下的Stream（聚合）都是1.8新增的了。

 

　　　　2.1.4.成員方法調用的內部類

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　ArrayList中一共有四個內部類，都是要用成員方法來調用的。內部類以下圖：

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　分別是ArrayListSpliterator，Itr，ListItr，SubList。調用的方法分別以下：

　　　　　　　　　　

 

　　　　　　　　　　具體用法，下篇再研究吧我！！

 

3.其餘關注點

 

　　　　發現了一些奇葩關注點，不知道有用沒，說下而已。

 

　　　　內部類的類名展現是使用$作鏈接符的，mybatis中的mapper.xml要使用內部類來接收的話，該內部類必須是靜態的。

　　　　貌似VM在編譯的時候是拆分編譯的，可是命名不是，仍是按照內部處理的，以下圖：

　　　　　　　　

 

　　　　成員變量elementData前有關鍵字transient進行修飾，表示該變量不參與實例化，應該是做爲緩存的意思了。

　　　　　

　　　　fastRemove不只本類可用，util包下其餘的類也能夠調用還。

 

　　　　要使用Collection下的Stream（聚合）方法的話，必需要將ArrayList用Collection來作對象的類型來接收，而後纔可使用。

 

　　　　ArrayList是線程不安全的，那麼modCount真的那麼有用麼，就不理解了，不會只用在序列化上吧。也沒見到有回滾方法。

 

　　　　官方介紹中，ArrayList在List接口下，List接口下的實例定義爲隨機存取不支持，感受應該寫的出來吧，只是壓根沒寫。隨

　　　　機存有影響，隨機取還不容易咩？沒誰會考慮本身繼承ArrayList而後從新擴展吧，估計也有可能，我沒見過而已。

 

　　　　ArrayList中對Arrays工具類，和System類都有應用。

 

　　　　retainAll調用了內部方法batchRemove，做爲一個交集判斷操做，使用了緩衝區elementData。

　　　　　　若是要提供取交集操做該多好！！

 

 

以上！