深入剖析Vector源码：探索Java集合框架的
在Java编程语言中，集合框架是极其重要的组成部分。其中，Vector类作为集合框架中的一种，以其线程安全的特点在许多场景下得到了广泛的应用。本文将深入剖析Vector源码，帮助读者更好地理解其原理和实现。
一、Vector类的概述
Vector类是Java集合框架中的一种线程安全的动态数组，继承自AbstractList类，实现了List、RandomAccess、Cloneable和Serializable接口。它提供了比ArrayList更多的同步功能，适用于多线程环境中。
Vector类的特点如下：
1.线程安全：Vector类中的所有方法都是同步的，保证了在多线程环境下使用时的数据安全。
2.动态数组：Vector类底层使用数组来实现，可以根据需要动态扩展容量。
3.插入和删除操作：Vector类提供了丰富的插入和删除方法，支持在任意位置插入和删除元素。
4.迭代器：Vector类提供了Iterator接口的实现，支持迭代访问。
二、Vector类的源码分析
1.Vector类的成员变量
java
protected Object[] elementData;
protected int elementCount;
protected int capacityIncrement;
- elementData：存储Vector中元素的数组。
- elementCount：Vector中元素的实际数量。
- capacityIncrement：在扩容时，每次增加的容量。
2.Vector类的构造方法
java
public Vector() {
this(10, 0);
}
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
- 无参构造方法：创建一个初始容量为10，容量增长率为0的Vector对象。
- 带参构造方法：创建一个初始容量为initialCapacity，容量增长率为capacityIncrement的Vector对象。
3.Vector类的扩容方法
java
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1) + capacityIncrement;
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
- grow方法用于在元素数量达到数组容量时，扩容数组。
- oldCapacity：当前数组的容量。
- newCapacity：扩容后的新容量，计算公式为：oldCapacity + (oldCapacity >> 1) + capacityIncrement。
- Arrays.copyOf：使用Arrays工具类复制原数组到新数组，避免数组扩容后，原数组数据丢失。
4.Vector类的插入方法
java
public synchronized void add(int index, E e) {
modCount++;
if (index > elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
if (index > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = e;
elementCount++;
if (elementCount > elementData.length)
grow(elementCount);
}
- add方法用于在指定位置插入元素。
- modCount：Vector类内部的一个计数器，用于实现fail-fast机制。
- System.arraycopy：使用System工具类复制数组，避免手动复制元素。
- grow方法：如果插入后的元素数量超过数组容量，则调用扩容方法。
5.Vector类的删除方法
java
public synchronized E remove(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
E oldValue = elementData[index];
int numMoved = elementCount - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
elementData[--elementCount] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
- remove方法用于删除指定位置的元素。
- numMoved：需要复制的元素数量。
- System.arraycopy：使用System工具类复制数组，避免手动复制元素。
- elementData[--elementCount] = null：删除元素后，将对应的数组元素设置为null，方便垃圾回收器回收。
三、总结
通过本文对Vector类的源码分析，我们了解了Vector类的线程安全机制、动态数组实现、插入和删除操作等核心功能。深入了解源码有助于我们更好地理解Java集合框架，提高编程水平。在实际开发过程中，我们可以根据需求选择合适的集合类，以实现高效、安全的程序设计。