你好,我是看山。
本文还是折腾 Java 中的队列,上次比较了 Vector、ArrayList、CopyOnWriteArrayList、SynchronizedList,当时感觉挺明白,后来想想又有些不理解的地方,所以今天在重新翻出来研究一下,我承认我钻了牛角尖了。
Vector虽然种种问题,但是都属于设计上的问题,为什么不在后续版本中进行优化呢?HashMap就优化了好几次。而SynchronizedList这个内部类(也就是通过Collections.synchronizedList(new ArrayList())创建的),也是采用了和Vector类似的同步方式(区别是一个在方法体、一个在方法块上,差别不大),为什么大家还是舍弃Vector呢?
其实,在 JDK 中,Vector一直没有被标记为Deprecated,也就是说,虽然外界传说Vector有各种问题,但是从 JDK 官方,从没有认为这个亲儿子没用。
所以,大家不用Vector的原因就剩下两种:
其他队列比Vector更加适合,优中选优
大家都说Vector不好用,那我也不用了【个人感觉这种概率更大】
因为Vector主要是数组结构,所以下面大部分的对比都是比较的是针对ArrayList的同步封装。
有了Vector为什么还要有SynchronizedList
这个问题的答案是从 * 中找到的。
在 JDK 1.2 之前,Collections是独立类库,不是 JDK/JRE 中的一部分。当时synchronized性能特别差,很多场景不需要使用同步方式,所以,独立类库的开发者删除了同步操作,这个应该就是ArrayList的前身。但是,少部分场景还是需要使用同步,于是就有了SynchronizedList,一个可以包装所有List子类的包装类,这个类在几乎所有方法上都加上了synchronized同步,这个设计与Vector相似。
古人说“文人相轻”,其实在编码界也是有鄙视链的。在这里就是:虽然我的设计和你的设计类似,但是我的设计就是比你的好。不过,Collections确实设计更优。
一个SynchronizedList实现所有List的同步
SynchronizedList定位是包装类,可以包装所有List的子类。也就是说,无论是ArrayList还是LinkedList都能过实现同步,完全不会修改底层数据结构,既实现的同步,又保留了底层接口的优点。比如LinkedList的插入、删除效率,ArrayList的顺序读取。而且,一个包装类就解决所有List子类的同步需求,完全不需要重复实现一遍。
相对而言,Vector就比较霸道了,任何想要同步的队列,都需要转换为Vector的数组结构。大家都知道,数组存储需要连续空间,顺序读取效率表现优秀,但是插入和删除效率就比较差了。
将迭代器的同步权利交给用户
同步方法中SynchronizedList和Vector很类似,不过迭代器方法有了不同想法。
看源码就知道,SynchronizedList中的iterator和listIterator方法都没有实现同步,所以在获取迭代器的时候不会阻塞。
public Iterator<E> iterator() { return list.iterator(); // Must be manually synched by user! } public ListIterator<E> listIterator() { return list.listIterator(); // Must be manually synched by user } public ListIterator<E> listIterator(int index) { return list.listIterator(index); // Must be manually synched by user }
如果需要迭代的话,直接用synchronized包一下队列对象就可以了,代码如下:
final List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList()); list.add("A"); list.add("B"); list.add("C"); final Iterator<String> iterator = list.iterator(); synchronized (list) { while (iterator.hasNext()) { final String next = iterator.next(); System.out.println(next); } }
我们再看下Vector迭代器实现:
/** * An optimized version of AbstractList.Itr */ private class Itr implements Iterator<E> { int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() { // Racy but within spec, since modifications are checked // within or after synchronization in next/previous return cursor != elementCount; } public E next() { synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); int i = cursor; if (i >= elementCount) throw new NoSuchElementException(); cursor = i + 1; return elementData(lastRet = i); } } public void remove() { if (lastRet == -1) throw new IllegalStateException(); synchronized (Vector.this) { checkForComodification(); Vector.this.remove(lastRet); expectedModCount = modCount; } cursor = lastRet; lastRet = -1; } // 此处省略一些方法 }
Vector的迭代器用synchronized (Vector.this)加锁,其实也是对当前类实例加锁,和我们自己实现的加锁方式一致。当然,从这点上来说,Vector能够保证在开发人员无意识的情况下,避免为同步造成的错误,这也是Vector的一个优点。
Vector不完全一无是处
虽然Vector在其他地方败给了Collections,但是在扩容这方面,还有一个可取之处。先看看Vector的扩容方法:
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
在计算新数组长度的时候,会检查capacityIncrement是否大于 0,如果是,就扩容capacityIncrement的大小。就是说,在Vector中可以指定扩容大小,如果没有指定,默认扩容到原来的 2 倍;而ArrayList只能扩容到 1.5 倍,没有办法自定义扩容大小。
仔细想想,这点并没有什么用处。
文末总结
Vector内部结构是数组,与Collections.synchronizedList(new ArrayList())类似。
Vector可以指定扩容大小,默认是扩容到原数组长度的 2 倍;ArrayList不能指定扩容大小,直接扩容到原数组大小的 1.5 倍。
SynchronizedList是一个包装类,可以将List子类都包装为同步队列,从非线程安全队列转为线程安全队列,没有性能延迟,直接包装即可;Vector是一个基于数组的同步队列,其他队列想要转换为Vector,需要有数据拷贝。
SynchronizedList的迭代器没有做同步,需要用户自己实现;Vector的迭代器做好了同步,开发人员不需要关心同步。
Vector至今未标记Deprecated,而且随着 JDK 发布,也在更新实现。虽然 JDK 承诺兼容,但是一直没有标记过期,其用意不得而知。
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