1、Vector和ArrayList以及LinkedList区别和联系，以及分别的应用场景
线程安全
Vector：如果创建Vector时没有指定容量，则默认容量为10，底层基于数组实现，线程是安全的，底层采用synchronized同步方法进行加锁
ArrayList：底层基于数组，线程不安全，查询和修改效率高，但是增加和删除效率低
LinkedList：底层双向链表结构，线程不安全，查询和修改效率低，但是增加和删除效率高，另外，它还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈，队列和双向队列使用；
使用场景
Vector很少用
如果需要大量的添加和删除则可以选择LinkedList
如果需要大量的查询和修改则可以选择ArrayList
Vector源码
/** * Adds the specified component to the end of this vector, * increasing its size by one. The capacity of this vector is * increased if its size becomes greater than its capacity. * * <p>This method is identical in functionality to the * {@link #add(Object) add(E)} * method (which is part of the {@link List} interface). * * @param obj the component to be added */ public synchronized void addElement(E obj) { modCount++; ensureCapacityHelper(elementCount + 1); elementData[elementCount++] = obj; }
ArrayList源码
/** * Appends the specified element to the end of this list. * * @param e element to be appended to this list * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
LinkedList源码
/** * Appends the specified element to the end of this list. * * <p>This method is equivalent to {@link #addLast}. * * @param e element to be appended to this list * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; }
2、如果要保证ArrayList线程安全，有几种方式
自己表写一个ArrayList集合类，根据业务一般来说，add/set/remove加锁
利用List<Object> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); //采用synchronized加锁
public E get(int index) { synchronized (mutex) {return list.get(index);} } public E set(int index, E element) { synchronized (mutex) {return list.set(index, element);} } public void add(int index, E element) { synchronized (mutex) {list.add(index, element);} } public E remove(int index) { synchronized (mutex) {return list.remove(index);} }
new CopyOnWriteArrayList<>().add(""); //采用 ReentrantLock加锁
public boolean add(E e) { //加锁 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //获取原始集合 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; //复制一个新集合 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); newElements[len] = e; //替换原始集合为新集合 setArray(newElements); return true; } finally { //释放锁 lock.unlock(); } }
3、了解CopyOnWriteArrayList底层？CopyOnWriteArrayList与Collections.synchronizedList有什么区别？
CopyOnWriteArrayList底层实现：
CopyOnWriteArrayList在执行修改操作的时候，会复制一份新的数组数据，代价昂贵，修改过来将原来的集合指向新的集合完成操作；
add添加：
在添加的时候是需要加锁的，否则多线程写的时候会Copy出N个副本出来；使用ReentrantLock保证多线程环境下的集合安全；
public boolean add(E e) { //获取了一把锁 final ReentrantLock lock = this.lock; //加锁 lock.lock(); try { //获取当前数组数据，给elements Object[] elements = getArray(); //记录当前数组的长度 int len = elements.length; //复制一个新的数组 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); /将数据填入到新数组当中 newElements[len] = e; //将当前array指针指向到新的数据 setArray(newElements); return true; } finally { //释放锁 lock.unlock(); } }
get读取：
读的时候没有加锁，如果读的时候有多个线程正在向CopyOnWriteArrayList添加数据，读还是会读到旧的数据，因为写的时候不会锁住旧的CopyOnWriteArrayList；
public E get(int index) { return get(getArray(), index); }
CopyOnWriteArrayList应用场景：
适用于读取操作远大于写操作场景（底层get读取没有加锁，直接获取）
Collections.synchronizedList几乎底层方法都加上了synchronized的锁；
场景：
写操作的性能比CopyOnWriteArrayList要好，但是读取的性能不如CopyOnWriteArrayList；
4.CopyOnWriteArrayList设计思想是怎样的，有什么缺点？
设计思想：读写分离，最终一致；
缺点：
内存占用问题：由于写时复制，内存中就会出现两个对象占用空间，如果对象大则容易发生Young GC和Full GC;
数据一致问题：CopyOnWriteArrayList容器只能保证数据最终一致性，不能保证数据实时一致性；
5.说一下ArrayList扩容机制是怎样的？
1.7以及之前版本JDK，默认的大小为10；
1.8版本集合大小如果创建时没有指定，则默认为0；若已经指定集合大小，则初始值为当前指定的大小；
当第一次添加数据的时候，集合大小扩容为10，第二次以及后续每次按照int oldCapacity=elementData.length; newCapacity = oldCapacity+(oldCapacity>>1)，就是其容量扩展为原来容量的1.5倍；
属性
默认初始值的大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
默认的空对象数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
实际存储数据的数组
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
无参构造器
public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }
扩容机制
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
//ensureCapacityInternal方法接受了size+1作为minCapacity，并且判断如果数组是空数组，那么10和minCapacity的较大值就作为新的minCapacity。 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); }
//判断传入的minCapacity和elementData.length的大小，如果elementData.length大于minCapacity，说明数组容量够用，就不需要进行扩容， //反之，则传入minCapacity到grow()方法中，进行扩容 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code //如果其元素个数大于其容量，则进行扩容； if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code //原来的容量 int oldCapacity = elementData.length; //新的容量，原来容量的1.5倍 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; //如果大于ArrayList可以允许的最大容量，则设置为最大容量 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: //最终进行扩容，生成一个1.5倍元素 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
进入grow()方法，会将newCapacity设置为旧容量的1.5倍，这也是ArrayList每次扩容都为原来的1.5倍的由来。然后进行判断，如果newCapacity小于minCapacity，那么就将minCapacity的值赋予newCapacity。
然后在检查新容量是否超出了定义的容量，如果超出则调用hugeCapacity方法，比较minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE的值；如果minCapacity大，那么新容量为Integer。MAX_VALUE,否则新容量为MAX_ARRAYSIZE。最后调用Arrays.cpoyOf传递elementData和新容量，返回新的elementData;