jdk1.8-Vector

一：先看下类的继承关系

UML图如下：

继承关系：

public class Vector<E>
    extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

RandmoAccess快速随机访问接口

二：看下成员属性

/**
 * The array buffer into which the components of the vector are
 * stored. The capacity of the vector is the length of this array buffer,
 * and is at least large enough to contain all the vector's elements.
 *
 * <p>Any array elements following the last element in the Vector are null.
 *
 * @serial
 */
protected Object[] elementData;

分析：该数组缓冲区是存储vector元素，并且至少足够大到包含vector的所有元素

/**
 * The number of valid components in this {@code Vector} object.
 * Components {@code elementData[0]} through
 * {@code elementData[elementCount-1]} are the actual items.
 *
 * @serial
 */
protected int elementCount;

分析：vector中实际元素的数量

/**
 * The amount by which the capacity of the vector is automatically
 * incremented when its size becomes greater than its capacity.  If
 * the capacity increment is less than or equal to zero, the capacity
 * of the vector is doubled each time it needs to grow.
 *
 * @serial
 */
protected int capacityIncrement;

分析：vector增加的容量capacityIncrement，如果vector实际元素数量大于当前容量，vector将自动扩容，扩容的容量为当前容量加上capacityIncrement。如果没有指定增加的容量，那么vector在扩容时成倍的增长。

/** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;

分析：版本号

三：构造函数

/**
 * Constructs an empty vector so that its internal data array
 * has size {@code 10} and its standard capacity increment is
 * zero.
 */
public Vector() {
    this(10);
}

分析：无参构造函数vector会初始化一个长度为10的空数组，它的标准容量增量为0（ps:也就是上面提到的capacityIncrement = 0）

/**
 * Constructs an empty vector with the specified initial capacity and
 * with its capacity increment equal to zero.
 *
 * @param   initialCapacity   the initial capacity of the vector
 * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
 *         is negative
 */
public Vector(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, 0);
}

分析：指定vector初始化长度，构造一个指定的长度空数组，它的标准容量增量为0。

/**
 * Constructs an empty vector with the specified initial capacity and
 * capacity increment.
 *
 * @param   initialCapacity     the initial capacity of the vector
 * @param   capacityIncrement   the amount by which the capacity is
 *                              increased when the vector overflows
 * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
 *         is negative
 */
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    //初始化长度为传进来长度的空数组
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
    //容量增加值为传进来的capacityIncrement值
    this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}

分析：指定初始化长度和容量增量值

/**
 * Constructs a vector containing the elements of the specified
 * collection, in the order they are returned by the collection's
 * iterator.
 *
 * @param c the collection whose elements are to be placed into this
 *       vector
 * @throws NullPointerException if the specified collection is null
 * @since   1.2
 */
public Vector(Collection<? extends E> c) {
    //将集合转为数组，赋值给Object数组elementData
    elementData = c.toArray();
    //vector长度等于集合长度
    elementCount = elementData.length;
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    //c.toArray方法返回的数据错误，重新拷贝
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
}

分析：传入指定的集合，将集合元素赋值给vector

四：看下主要的方法

1.add()方法

/**
 * Appends the specified element to the end of this Vector.
 *
 * @param e element to be appended to this Vector
 * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
 * @since 1.2
 */
public synchronized boolean add(E e) {
    //抽象父类AbstractList的成员变量，修改次数记录
    modCount++;
    //保证容量足够大
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    //elementCount是当前元素个数，数组下标是从0开始的，所以elementData[elementCount]是当前需要添加元素的位置
    //elementCount++
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}

分析：这里我们可以看到vector的添加方法，直接加了个synchronized锁，添加方法是线程安全的，但是直接用synchronize也导致效率低下，所以我们现在基本不用vector但是了解它还是有必要的，因为stack栈是继承自它的。

同时，这里的添加方法，逻辑处理很简单，就是先判断下vector需不需要扩容，然后根据下标索引往数组里添加值。

我们继续看戏vector需不需要扩容方法

ensureCapacityHelper(elementCount + 1);

分析：方法参数为当前vector实际个数 + 1

/**
 * This implements the unsynchronized semantics of ensureCapacity.
 * Synchronized methods in this class can internally call this
 * method for ensuring capacity without incurring the cost of an
 * extra synchronization.
 *
 * @see #ensureCapacity(int)
 */
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    //如果传进来的值大于当前vector容量数组长度，调用grow方法
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

分析：这里没有加锁操作，因为调用这个方法的外部方法都是加了锁保证了同步，这里就没必要再进行加锁产生额外的性能消耗。

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    //旧的数组容量（长度大小）
    int oldCapacity = elementData.length;
    //如果指定了增加容量值capacityIncrement的值大于0，那么新的容量为原来容量加上capacityIncrement值大小
    //否则新的容量扩大为原来容量的两倍
    int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                     capacityIncrement : oldCapacity);
    //判断扩容后的容量是否小于传进来的vector最小容量，那么新的容量等于需要的最小容量
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    //如果扩容后的容量大于规定的最大值Integer.MAX_VALUE - 8
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        //根据当前能容纳所有数据最小容量值minCapacity进行判断newCapacity的容量大小
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    //将旧数组数据拷贝到新数组
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

分析：grow方法也就是真正进行vector扩容逻辑判断方法。这里我们需要掌握两点

1.无额外的加锁操作，原理同上

2.扩容机制：

如果指定了增加容量值capacityIncrement的值大于0，那么新的容量为原来容量加上capacityIncrement值大小，否则新的容量扩大为原来容量的两倍。

2.remove（）方法

/**
 * Removes the element at the specified position in this Vector.
 * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
 * indices).  Returns the element that was removed from the Vector.
 *
 * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException if the index is out of range
 *         ({@code index < 0 || index >= size()})
 * @param index the index of the element to be removed
 * @return element that was removed
 * @since 1.2
 */
public synchronized E remove(int index) {
    //修改次数加1
    modCount++;
    //校验下标是否越界
    if (index >= elementCount)
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
    //根据索引取出旧的值
    E oldValue = elementData(index);
    //需要移动的元素个数
    int numMoved = elementCount - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        //elementData数组从index+1位置的元素开始读取元素，拷贝到elementData数组下标从index开始，长度为mumMoved
        //相当于从index + 1位置往后的元素都往左移动一个下标
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    //数组末尾置为null,索引减1
    elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work

    return oldValue;
}

分析：删除操作也添加了synchronized锁，因此也是线程安全的，其它操作比较简单，直接看注释。

总结：vector因为为了线程安全采用直接加synchronized锁，导致了性能是比较低下的，在业务上用到vector的场景不多，所以我们就简单分析，了解一下就好。

到此，vector分析就告一段落了。

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