你的位置:首页 > Java教程

[Java教程]【Java集合源码剖析】Vector源码剖析


转载请注明出处:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35793865

 

 

Vector简介

    Vector也是基于数组实现的,是一个动态数组,其容量能自动增长。

    Vector是JDK1.0引入了,它的很多实现方法都加入了同步语句,因此是线程安全的(其实也只是相对安全,有些时候还是要加入同步语句来保证线程的安全),可以用于多线程环境。

    Vector没有丝线Serializable接口,因此它不支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆,实现了RandomAccess接口,支持快速随机访问。

 

Vector源码剖析

    Vector的源码如下(加入了比较详细的注释):

 

[java] view plaincopy

  1. package java.util;    
  2.    
  3. public class Vector<E>    
  4.     extends AbstractList<E>    
  5.     implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
  6. {    
  7.        
  8.     // 保存Vector中数据的数组    
  9.     protected Object[] elementData;    
  10.    
  11.     // 实际数据的数量    
  12.     protected int elementCount;    
  13.    
  14.     // 容量增长系数    
  15.     protected int capacityIncrement;    
  16.    
  17.     // Vector的序列版本号    
  18.     private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;    
  19.    
  20.     // Vector构造函数。默认容量是10。    
  21.     public Vector() {    
  22.         this(10);    
  23.     }    
  24.    
  25.     // 指定Vector容量大小的构造函数    
  26.     public Vector(int initialCapacity) {    
  27.         this(initialCapacity, 0);    
  28.     }    
  29.    
  30.     // 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数    
  31.     public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {    
  32.         super();    
  33.         if (initialCapacity < 0)    
  34.             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
  35.                                                initialCapacity);    
  36.         // 新建一个数组,数组容量是initialCapacity    
  37.         this.elementData = new Object[initialCapacity];    
  38.         // 设置容量增长系数    
  39.         this.capacityIncrement = capacityIncrement;    
  40.     }    
  41.    
  42.     // 指定集合的Vector构造函数。    
  43.     public Vector(Collection<? extends E> c) {    
  44.         // 获取“集合(c)”的数组,并将其赋值给elementData    
  45.         elementData = c.toArray();    
  46.         // 设置数组长度    
  47.         elementCount = elementData.length;    
  48.         // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)    
  49.         if (elementData.getClass() != Object[].class)    
  50.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);    
  51.     }    
  52.    
  53.     // 将数组Vector的全部元素都拷贝到数组anArray中    
  54.     public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {    
  55.         System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);    
  56.     }    
  57.    
  58.     // 将当前容量值设为 =实际元素个数    
  59.     public synchronized void trimToSize() {    
  60.         modCount++;    
  61.         int oldCapacity = elementData.length;    
  62.         if (elementCount < oldCapacity) {    
  63.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
  64.         }    
  65.     }    
  66.    
  67.     // 确认“Vector容量”的帮助函数    
  68.     private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {    
  69.         int oldCapacity = elementData.length;    
  70.         // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素,增加容量大小。    
  71.         // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0),则将容量增大当capacityIncrement    
  72.         // 否则,将容量增大一倍。    
  73.         if (minCapacity > oldCapacity) {    
  74.             Object[] oldData = elementData;    
  75.             int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?    
  76.                 (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);    
  77.             if (newCapacity < minCapacity) {    
  78.                 newCapacity = minCapacity;    
  79.             }    
  80.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
  81.         }    
  82.     }    
  83.    
  84.     // 确定Vector的容量。    
  85.     public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {    
  86.         // 将Vector的改变统计数+1    
  87.         modCount++;    
  88.         ensureCapacityHelper(minCapacity);    
  89.     }    
  90.    
  91.     // 设置容量值为 newSize    
  92.     public synchronized void setSize(int newSize) {    
  93.         modCount++;    
  94.         if (newSize > elementCount) {    
  95.             // 若 "newSize 大于 Vector容量",则调整Vector的大小。    
  96.             ensureCapacityHelper(newSize);    
  97.         } else {    
  98.             // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量",则将newSize位置开始的元素都设置为null    
  99.             for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {    
  100.                 elementData[i] = null;    
  101.             }    
  102.         }    
  103.         elementCount = newSize;    
  104.     }    
  105.    
  106.     // 返回“Vector的总的容量”    
  107.     public synchronized int capacity() {    
  108.         return elementData.length;    
  109.     }    
  110.    
  111.     // 返回“Vector的实际大小”,即Vector中元素个数    
  112.     public synchronized int size() {    
  113.         return elementCount;    
  114.     }    
  115.    
  116.     // 判断Vector是否为空    
  117.     public synchronized boolean isEmpty() {    
  118.         return elementCount == 0;    
  119.     }    
  120.    
  121.     // 返回“Vector中全部元素对应的Enumeration”    
  122.     public Enumeration<E> elements() {    
  123.         // 通过匿名类实现Enumeration    
  124.         return new Enumeration<E>() {    
  125.             int count = 0;    
  126.    
  127.             // 是否存在下一个元素    
  128.             public boolean hasMoreElements() {    
  129.                 return count < elementCount;    
  130.             }    
  131.    
  132.             // 获取下一个元素    
  133.             public E nextElement() {    
  134.                 synchronized (Vector.this) {    
  135.                     if (count < elementCount) {    
  136.                         return (E)elementData[count++];    
  137.                     }    
  138.                 }    
  139.                 throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");    
  140.             }    
  141.         };    
  142.     }    
  143.    
  144.     // 返回Vector中是否包含对象(o)    
  145.     public boolean contains(Object o) {    
  146.         return indexOf(o, 0) >= 0;    
  147.     }    
  148.    
  149.    
  150.     // 从index位置开始向后查找元素(o)。    
  151.     // 若找到,则返回元素的索引值;否则,返回-1    
  152.     public synchronized int indexOf(Object o, int index) {    
  153.         if (o == null) {    
  154.             // 若查找元素为null,则正向找出null元素,并返回它对应的序号    
  155.             for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
  156.             if (elementData[i]==null)    
  157.                 return i;    
  158.         } else {    
  159.             // 若查找元素不为null,则正向找出该元素,并返回它对应的序号    
  160.             for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
  161.             if (o.equals(elementData[i]))    
  162.                 return i;    
  163.         }    
  164.         return -1;    
  165.     }    
  166.    
  167.     // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值    
  168.     public int indexOf(Object o) {    
  169.         return indexOf(o, 0);    
  170.     }    
  171.    
  172.     // 从后向前查找元素(o)。并返回元素的索引    
  173.     public synchronized int lastIndexOf(Object o) {    
  174.         return lastIndexOf(o, elementCount-1);    
  175.     }    
  176.    
  177.     // 从后向前查找元素(o)。开始位置是从前向后的第index个数;    
  178.     // 若找到,则返回元素的“索引值”;否则,返回-1。    
  179.     public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {    
  180.         if (index >= elementCount)    
  181.             throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);    
  182.    
  183.         if (o == null) {    
  184.             // 若查找元素为null,则反向找出null元素,并返回它对应的序号    
  185.             for (int i = index; i >= 0; i--)    
  186.             if (elementData[i]==null)    
  187.                 return i;    
  188.         } else {    
  189.             // 若查找元素不为null,则反向找出该元素,并返回它对应的序号    
  190.             for (int i = index; i >= 0; i--)    
  191.             if (o.equals(elementData[i]))    
  192.                 return i;    
  193.         }    
  194.         return -1;    
  195.     }    
  196.    
  197.     // 返回Vector中index位置的元素。    
  198.     // 若index月结,则抛出异常    
  199.     public synchronized E elementAt(int index) {    
  200.         if (index >= elementCount) {    
  201.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);    
  202.         }    
  203.    
  204.         return (E)elementData[index];    
  205.     }    
  206.    
  207.     // 获取Vector中的第一个元素。    
  208.     // 若失败,则抛出异常!    
  209.     public synchronized E firstElement() {    
  210.         if (elementCount == 0) {    
  211.             throw new NoSuchElementException();    
  212.         }    
  213.         return (E)elementData[0];    
  214.     }    
  215.    
  216.     // 获取Vector中的最后一个元素。    
  217.     // 若失败,则抛出异常!    
  218.     public synchronized E lastElement() {    
  219.         if (elementCount == 0) {    
  220.             throw new NoSuchElementException();    
  221.         }    
  222.         return (E)elementData[elementCount - 1];    
  223.     }    
  224.    
  225.     // 设置index位置的元素值为obj    
  226.     public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {    
  227.         if (index >= elementCount) {    
  228.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
  229.                                  elementCount);    
  230.         }    
  231.         elementData[index] = obj;    
  232.     }    
  233.    
  234.     // 删除index位置的元素    
  235.     public synchronized void removeElementAt(int index) {    
  236.         modCount++;    
  237.         if (index >= elementCount) {    
  238.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
  239.                                  elementCount);    
  240.         } else if (index < 0) {    
  241.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
  242.         }    
  243.    
  244.         int j = elementCount - index - 1;    
  245.         if (j > 0) {    
  246.             System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);    
  247.         }    
  248.         elementCount--;    
  249.         elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */   
  250.     }    
  251.    
  252.     // 在index位置处插入元素(obj)    
  253.     public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {    
  254.         modCount++;    
  255.         if (index > elementCount) {    
  256.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index    
  257.                                  + " > " + elementCount);    
  258.         }    
  259.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
  260.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);    
  261.         elementData[index] = obj;    
  262.         elementCount++;    
  263.     }    
  264.    
  265.     // 将“元素obj”添加到Vector末尾    
  266.     public synchronized void addElement(E obj) {    
  267.         modCount++;    
  268.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
  269.         elementData[elementCount++] = obj;    
  270.     }    
  271.    
  272.     // 在Vector中查找并删除元素obj。    
  273.     // 成功的话,返回true;否则,返回false。    
  274.     public synchronized boolean removeElement(Object obj) {    
  275.         modCount++;    
  276.         int i = indexOf(obj);    
  277.         if (i >= 0) {    
  278.             removeElementAt(i);    
  279.             return true;    
  280.         }    
  281.         return false;    
  282.     }    
  283.    
  284.     // 删除Vector中的全部元素    
  285.     public synchronized void removeAllElements() {    
  286.         modCount++;    
  287.         // 将Vector中的全部元素设为null    
  288.         for (int i = 0; i < elementCount; i++)    
  289.             elementData[i] = null;    
  290.    
  291.         elementCount = 0;    
  292.     }    
  293.    
  294.     // 克隆函数    
  295.     public synchronized Object clone() {    
  296.         try {    
  297.             Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();    
  298.             // 将当前Vector的全部元素拷贝到v中    
  299.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
  300.             v.modCount = 0;    
  301.             return v;    
  302.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
  303.             // this shouldn't happen, since we are Cloneable    
  304.             throw new InternalError();    
  305.         }    
  306.     }    
  307.    
  308.     // 返回Object数组    
  309.     public synchronized Object[] toArray() {    
  310.         return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
  311.     }    
  312.    
  313.     // 返回Vector的模板数组。所谓模板数组,即可以将T设为任意的数据类型    
  314.     public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {    
  315.         // 若数组a的大小 < Vector的元素个数;    
  316.         // 则新建一个T[]数组,数组大小是“Vector的元素个数”,并将“Vector”全部拷贝到新数组中    
  317.         if (a.length < elementCount)    
  318.             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());    
  319.    
  320.         // 若数组a的大小 >= Vector的元素个数;    
  321.         // 则将Vector的全部元素都拷贝到数组a中。    
  322.     System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);    
  323.    
  324.         if (a.length > elementCount)    
  325.             a[elementCount] = null;    
  326.    
  327.         return a;    
  328.     }    
  329.    
  330.     // 获取index位置的元素    
  331.     public synchronized E get(int index) {    
  332.         if (index >= elementCount)    
  333.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
  334.    
  335.         return (E)elementData[index];    
  336.     }    
  337.    
  338.     // 设置index位置的值为element。并返回index位置的原始值    
  339.     public synchronized E set(int index, E element) {    
  340.         if (index >= elementCount)    
  341.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
  342.    
  343.         Object oldValue = elementData[index];    
  344.         elementData[index] = element;    
  345.         return (E)oldValue;    
  346.     }    
  347.    
  348.     // 将“元素e”添加到Vector最后。    
  349.     public synchronized boolean add(E e) {    
  350.         modCount++;    
  351.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
  352.         elementData[elementCount++] = e;    
  353.         return true;    
  354.     }    
  355.    
  356.     // 删除Vector中的元素o    
  357.     public boolean remove(Object o) {    
  358.         return removeElement(o);    
  359.     }    
  360.    
  361.     // 在index位置添加元素element    
  362.     public void add(int index, E element) {    
  363.         insertElementAt(element, index);    
  364.     }    
  365.    
  366.     // 删除index位置的元素,并返回index位置的原始值    
  367.     public synchronized E remove(int index) {    
  368.         modCount++;    
  369.         if (index >= elementCount)    
  370.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
  371.         Object oldValue = elementData[index];    
  372.    
  373.         int numMoved = elementCount - index - 1;    
  374.         if (numMoved > 0)    
  375.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
  376.                      numMoved);    
  377.         elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work    
  378.    
  379.         return (E)oldValue;    
  380.     }    
  381.    
  382.     // 清空Vector    
  383.     public void clear() {    
  384.         removeAllElements();    
  385.     }    
  386.    
  387.     // 返回Vector是否包含集合c    
  388.     public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {    
  389.         return super.containsAll(c);    
  390.     }    
  391.    
  392.     // 将集合c添加到Vector中    
  393.     public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {    
  394.         modCount++;    
  395.         Object[] a = c.toArray();    
  396.         int numNew = a.length;    
  397.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
  398.         // 将集合c的全部元素拷贝到数组elementData中    
  399.         System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);    
  400.         elementCount += numNew;    
  401.         return numNew != 0;    
  402.     }    
  403.    
  404.     // 删除集合c的全部元素    
  405.     public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {    
  406.         return super.removeAll(c);    
  407.     }    
  408.    
  409.     // 删除“非集合c中的元素”    
  410.     public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {    
  411.         return super.retainAll(c);    
  412.     }    
  413.    
  414.     // 从index位置开始,将集合c添加到Vector中    
  415.     public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {    
  416.         modCount++;    
  417.         if (index < 0 || index > elementCount)    
  418.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
  419.    
  420.         Object[] a = c.toArray();    
  421.         int numNew = a.length;    
  422.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
  423.    
  424.         int numMoved = elementCount - index;    
  425.         if (numMoved > 0)    
  426.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);    
  427.    
  428.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
  429.         elementCount += numNew;    
  430.         return numNew != 0;    
  431.     }    
  432.    
  433.     // 返回两个对象是否相等    
  434.     public synchronized boolean equals(Object o) {    
  435.         return super.equals(o);    
  436.     }    
  437.    
  438.     // 计算哈希值    
  439.     public synchronized int hashCode() {    
  440.         return super.hashCode();    
  441.     }    
  442.    
  443.     // 调用父类的toString()    
  444.     public synchronized String toString() {    
  445.         return super.toString();    
  446.     }    
  447.    
  448.     // 获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集    
  449.     public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {    
  450.         return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex), this);    
  451.     }    
  452.    
  453.     // 删除Vector中fromIndex到toIndex的元素    
  454.     protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {    
  455.         modCount++;    
  456.         int numMoved = elementCount - toIndex;    
  457.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
  458.                          numMoved);    
  459.    
  460.         // Let gc do its work    
  461.         int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);    
  462.         while (elementCount != newElementCount)    
  463.             elementData[--elementCount] = null;    
  464.     }    
  465.    
  466.     // java.io.Serializable的写入函数    
  467.     private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
  468.         throws java.io.IOException {    
  469.         s.defaultWriteObject();    
  470.     }    
  471. }   

几点总结

    Vector的源码实现总体与ArrayList类似,关于Vector的源码,给出如下几点总结:

    1、Vector有四个不同的构造方法。无参构造方法的容量为默认值10,仅包含容量的构造方法则将容量增长量(从源码中可以看出容量增长量的作用,第二点也会对容量增长量详细说)明置为0。

    2、注意扩充容量的方法ensureCapacityHelper。与 ArrayList相同,Vector在每次增加元素(可能是1个,也可能是一组)时,都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数 时,就先看构造方法中传入的容量增长量参数CapacityIncrement是否为0,如果不为0,就设置新的容量为就容量加上容量增长量,如果为0, 就设置新的容量为旧的容量的2倍,如果设置后的新容量还不够,则直接新容量设置为传入的参数(也就是所需的容量),而后同样用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组。

    3、很多方法都加入了synchronized同步语句,来保证线程安全。

    4、同样在查找给定元素索引值等的方法中,源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理,Vector中也允许元素为null。

    5、其他很多地方都与ArrayList实现大同小异,Vector现在已经基本不再使用。