List概述
List集合的元素以线性方式存储
1.可以允许重复的对象。
2.可以插入多个null元素。
3.是一个有序集合，保持了每个元素的插入顺序，输出的顺序就是插入的顺序。
List实现类
ArrayList
ArrayList底层是用数组实现的存储，Object[] elementData
查询效率高，增删效率低，线程不安全
ArrayList()提供了三种构造方法。
ArrayList()：构造一个初始容量为10的空列表。
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
ArrayList(int initialCapacity)：构造具有指定初始容量的空列表。public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}ArrayList(Collection c)：构造一个包含指定集合的元素的列表，按照它们由集合的迭代器返回的顺序。
public ArrayList(Collection extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}ArrayList关键源码解析
add()方法
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1);
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 如果minCapacity大于elementData的长度，则进行扩容处理
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
//容量默认扩大1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
//数组容量存在最大值
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//数组复制
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);每次扩容是原数组的1.5倍
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);创建一个长度是原数组容量1.5倍的新的数组，将原数组的数据复制到新数组中，elementData指向新的数组地址
扩容也是有限的，存在最大值Integer.MAX_VALUE，但是在某些虚拟机上数组容量达到MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8时会内存溢出
4.最重要的一个点：如果我们可以事先估计出数据量，那么最好给ArrayList一个初始值，这样可以减少其扩容次数，从而省掉很多次内存申请和数据搬移操作。(不指定初始值，至少会执行一次grow方法，用于初始化内部数组)。
remove()方法
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);复制一个index+1开始到最后的数组，然后把它放到index开始的位置
ArrayList为什么是线程不安全的
add()方法是非原子操作
1.多个线程进行add操作时可能会导致elementData数组越界
2.多线程环境下执行时，可能就会发生一个线程的值覆盖另一个线程添加的值
Vector
在ArrayList的所有方法加了synchronized关键字，线程安全。
LinkedList
ArrayList底层是用双向链表实现的存储，
查询效率低，增删效率高，线程不安全
Node节点：
private static class Node {
E item;
Node next;
Node prev;
Node(Node prev, E element, Node next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}LinkedList有一个空参构造函数和一个集合参数构造函数：
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection extends E> c) {
this();
addAll(c);
}LinkedList关键源码解析
get()方法：
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
Node node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//查找位置 index 如果小于节点数量的一半(size>>1表示把size右移1位，相当于size/2)则从头节点开始查找，否则从尾节点查找
if (index < (size >> 1)) {
Node x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}LinkedList为什么是线程不安全的
add()方法是非原子操作
多个线程进行add操作时可能会节点覆盖
Stack
Stack 继承自Vector，底层也是用数组实现的存储，线程安全，遵守 LIFO(后进先出)的操作顺序
Stack关键源码解析//入栈，添加一个元素到数组末尾
public E push(E item) {
addElement(item);
return item;
}
//出栈，删除数组最后一个元素并返回
public synchronized E pop() {
E obj;
int len = size();
obj = peek();
removeElementAt(len - 1);
return obj;
}
//获取最后一个元素，不删除
public synchronized E peek() {
int len = size();
if (len == 0)
throw new EmptyStackException();
return elementAt(len - 1);
}
