【Java集合源码剖析】Vector源码剖析

来源：互联网发布：json转换为字符串编辑：程序博客网时间：2024/05/16 01:47

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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）：

package java.util;   public class Vector<E>      extends AbstractList<E>      implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  {           // 保存Vector中数据的数组      protected Object[] elementData;       // 实际数据的数量      protected int elementCount;       // 容量增长系数      protected int capacityIncrement;       // Vector的序列版本号      private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;       // Vector构造函数。默认容量是10。      public Vector() {          this(10);      }       // 指定Vector容量大小的构造函数      public Vector(int initialCapacity) {          this(initialCapacity, 0);      }       // 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数      public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {          super();          if (initialCapacity < 0)              throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                                 initialCapacity);          // 新建一个数组，数组容量是initialCapacity          this.elementData = new Object[initialCapacity];          // 设置容量增长系数          this.capacityIncrement = capacityIncrement;      }       // 指定集合的Vector构造函数。      public Vector(Collection<? extends E> c) {          // 获取“集合(c)”的数组，并将其赋值给elementData          elementData = c.toArray();          // 设置数组长度          elementCount = elementData.length;          // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)          if (elementData.getClass() != Object[].class)              elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);      }       // 将数组Vector的全部元素都拷贝到数组anArray中      public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {          System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);      }       // 将当前容量值设为 =实际元素个数      public synchronized void trimToSize() {          modCount++;          int oldCapacity = elementData.length;          if (elementCount < oldCapacity) {              elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);          }      }       // 确认“Vector容量”的帮助函数      private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {          int oldCapacity = elementData.length;          // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素，增加容量大小。          // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0)，则将容量增大当capacityIncrement          // 否则，将容量增大一倍。          if (minCapacity > oldCapacity) {              Object[] oldData = elementData;              int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?                  (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);              if (newCapacity < minCapacity) {                  newCapacity = minCapacity;              }              elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);          }      }       // 确定Vector的容量。      public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {          // 将Vector的改变统计数+1          modCount++;          ensureCapacityHelper(minCapacity);      }       // 设置容量值为 newSize      public synchronized void setSize(int newSize) {          modCount++;          if (newSize > elementCount) {              // 若 "newSize 大于 Vector容量"，则调整Vector的大小。              ensureCapacityHelper(newSize);          } else {              // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量"，则将newSize位置开始的元素都设置为null              for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {                  elementData[i] = null;              }          }          elementCount = newSize;      }       // 返回“Vector的总的容量”      public synchronized int capacity() {          return elementData.length;      }       // 返回“Vector的实际大小”，即Vector中元素个数      public synchronized int size() {          return elementCount;      }       // 判断Vector是否为空      public synchronized boolean isEmpty() {          return elementCount == 0;      }       // 返回“Vector中全部元素对应的Enumeration”      public Enumeration<E> elements() {          // 通过匿名类实现Enumeration          return new Enumeration<E>() {              int count = 0;               // 是否存在下一个元素              public boolean hasMoreElements() {                  return count < elementCount;              }               // 获取下一个元素              public E nextElement() {                  synchronized (Vector.this) {                      if (count < elementCount) {                          return (E)elementData[count++];                      }                  }                  throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");              }          };      }       // 返回Vector中是否包含对象(o)      public boolean contains(Object o) {          return indexOf(o, 0) >= 0;      }        // 从index位置开始向后查找元素(o)。      // 若找到，则返回元素的索引值；否则，返回-1      public synchronized int indexOf(Object o, int index) {          if (o == null) {              // 若查找元素为null，则正向找出null元素，并返回它对应的序号              for (int i = index ; i < elementCount ; i++)              if (elementData[i]==null)                  return i;          } else {              // 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              for (int i = index ; i < elementCount ; i++)              if (o.equals(elementData[i]))                  return i;          }          return -1;      }       // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值      public int indexOf(Object o) {          return indexOf(o, 0);      }       // 从后向前查找元素(o)。并返回元素的索引      public synchronized int lastIndexOf(Object o) {          return lastIndexOf(o, elementCount-1);      }       // 从后向前查找元素(o)。开始位置是从前向后的第index个数；      // 若找到，则返回元素的“索引值”；否则，返回-1。      public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {          if (index >= elementCount)              throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);           if (o == null) {              // 若查找元素为null，则反向找出null元素，并返回它对应的序号              for (int i = index; i >= 0; i--)              if (elementData[i]==null)                  return i;          } else {              // 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              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月结，则抛出异常      public synchronized E elementAt(int index) {          if (index >= elementCount) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);          }           return (E)elementData[index];      }       // 获取Vector中的第一个元素。      // 若失败，则抛出异常！      public synchronized E firstElement() {          if (elementCount == 0) {              throw new NoSuchElementException();          }          return (E)elementData[0];      }       // 获取Vector中的最后一个元素。      // 若失败，则抛出异常！      public synchronized E lastElement() {          if (elementCount == 0) {              throw new NoSuchElementException();          }          return (E)elementData[elementCount - 1];      }       // 设置index位置的元素值为obj      public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {          if (index >= elementCount) {              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +                                   elementCount);          }          elementData[index] = obj;      }       // 删除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位置处插入元素(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++;      }       // 将“元素obj”添加到Vector末尾      public synchronized void addElement(E obj) {          modCount++;          ensureCapacityHelper(elementCount + 1);          elementData[elementCount++] = obj;      }       // 在Vector中查找并删除元素obj。      // 成功的话，返回true；否则，返回false。      public synchronized boolean removeElement(Object obj) {          modCount++;          int i = indexOf(obj);          if (i >= 0) {              removeElementAt(i);              return true;          }          return false;      }       // 删除Vector中的全部元素      public synchronized void removeAllElements() {          modCount++;          // 将Vector中的全部元素设为null          for (int i = 0; i < elementCount; i++)              elementData[i] = null;           elementCount = 0;      }       // 克隆函数      public synchronized Object clone() {          try {              Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();              // 将当前Vector的全部元素拷贝到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数组      public synchronized Object[] toArray() {          return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);      }       // 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      public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {          // 若数组a的大小 < Vector的元素个数；          // 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          if (a.length < elementCount)              return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());           // 若数组a的大小 >= Vector的元素个数；          // 则将Vector的全部元素都拷贝到数组a中。      System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);           if (a.length > elementCount)              a[elementCount] = null;           return a;      }       // 获取index位置的元素      public synchronized E get(int index) {          if (index >= elementCount)              throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);           return (E)elementData[index];      }       // 设置index位置的值为element。并返回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;      }       // 将“元素e”添加到Vector最后。      public synchronized boolean add(E e) {          modCount++;          ensureCapacityHelper(elementCount + 1);          elementData[elementCount++] = e;          return true;      }       // 删除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);      }       // 删除index位置的元素，并返回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);      }       // 将集合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);          // 将集合c的全部元素拷贝到数组elementData中          System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);          elementCount += numNew;          return numNew != 0;      }       // 删除集合c的全部元素      public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {          return super.removeAll(c);      }       // 删除“非集合c中的元素”      public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {          return super.retainAll(c);      }       // 从index位置开始，将集合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;      }       // 返回两个对象是否相等      public synchronized boolean equals(Object o) {          return super.equals(o);      }       // 计算哈希值      public synchronized int hashCode() {          return super.hashCode();      }       // 调用父类的toString()      public synchronized String toString() {          return super.toString();      }       // 获取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);      }       // 删除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的写入函数      private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)          throws java.io.IOException {          s.defaultWriteObject();      }  }

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。

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