Vector底层结构和源码分析（JDK1.8）

参考视频：韩顺平Java集合

• Vector 类的定义说明：
  
• Vector 的底层也是一个对象数组，protected Object[] elementData;
• Vector 是线程同步的，即线程安全，Vectoe 类的操作方法带有 synchronized 关键字：

  public synchronized boolean add(E var1) {  
      ++this.modCount;  
      this.ensureCapacityHelper(this.elementCount + 1);  
      this.elementData[this.elementCount++] = var1;  
      return true;  
  }
  

• 在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用 Vector。

源码示例

未指定初始容量

• 测试源码
  • 观察调用空参构造器，创建 Vector 的实例的细节（第一次扩容）
  • 观察第一次添加元素（不扩容）
  • 观察第十一次添加元素（第二次扩容）

  	@Test  
  	public void test1(){  
  	    List list = new Vector();  
  	  
  	    for (int i = 1; i <= 20; i++) {  
  	        list.add(i);  
  	    }
      }
  

空参创建 Vector（初次扩容）

• 调用空参构造器：实际上在该构造器中调用了有参构造器，并传入参数10。
  
  
• capacityIncrement 参数用于指定每次扩容时的容量增量‌。当Vector的容量不足以容纳新添加的元素时，它会根据 capacityIncrement 的值来增加容量。如果 capacityIncrement 大于0，则之后每次扩容的容量为当前的容量加上capacityIncrement；如果 capacityIncrement 小于或等于0，则每次扩容的容量为当前容量的一倍。
• 也就是创建了一个长度为 10 的数组。（此时elementData.length=10）

第一次添加元素（不扩容）

• 调用 add() 方法添加元素“1”到 Vector 集合中：
• 数组修改次数+1，ensureCapacityHelper() 确认当前数组是否有所需要的容量大小（elementCount+1=1）；如果没有则进行扩容，否则不动。
• （注意：在 Vector 中使用变量 elementCount 记录元素个数，而不是 size）
• ensureCapacityHelper() 判断当前数组容量（elementData.length）是否满足所需容量 (var1)
• 此时 elementData.length=10，满足所需容量 var1=1 的需求，所以不扩容。
• 回到原方法：在 elementCount 处存储要添加的元素 var1。并且 elementCount+1。
  

第 11 次添加元素（第二次扩容）

• 添加元素“11”到 Vector 数组中。
  
• 此时数组容量（elementData.length=10）已经不满足所需容量==（var1=11）==了，所以需要扩容，进入 grow() 方法中
  
• var2=当前数组长度==（此时elementData.length=10）==
• var3=要扩容的目标长度（如果 capacityIncrement >0，则扩容为原始长度+ capacityIncrement；若=0，则扩容为原始长度的两倍）
• 此时 capacityIncrement 没有值，所以 var3=10+10=20
• 判断目标扩容的长度是否超过数组的范围。
• Arrays.copyOf() 作用：创建一个 var 3 容量大小的数组（20），并将原数组中的元素拷贝至新数组，赋值给 elementData。
  
• 至此，就完成了数组的扩容。
• 回到 add 方法的主逻辑中：在 elementCount 处存储要添加的元素 var1。并且 elementCount+1。
  

指定初始容量

• 测试源码
  • 观察调有参构造器，创建 Vector 的实例的细节（第一次扩容）
  • 观察第一次添加元素（不扩容）
  • 观察第九次添加元素（第二次扩容）

  	@Test  
  	public void test1(){  
  	    List list = new Vector(8);  
  	  
  	    for (int i = 1; i <= 20; i++) {  
  	        list.add(i);  
  	    }
      }
  

调用有参构造器，指定初始容量（第一次扩容）

• 调用有参构造器，其内部调用了构造器，并为 capacityIncrement 赋值为 0。
  
• 那么此时构造器创建了一个长度为 8 的数组。==（elementData.length=8） ==

第一次添加数据（不扩容）

• 记录修改数组的次数+1
• 确认当前数组是否含有 elementCount+1=1 个大小的容量。如果没有则扩容。
  
• 检查当前数组的容量==（element.length=8）是否满足所需容量的大小（var1=1）==。
  
• 显然，此时容量是够的，不需要扩容，跳过 grow()
• 回到 add() 的主逻辑中：在 elementCount 处存储要添加的元素 var1。并且 elementCount+1=1。
  

第九次添加数据（第二次扩容）

• 此时需要的容量 （elementCount+1=9），进入 ensureCapacityHelper() 中。
  
• 判断当前数组长度 （elementData.length=8） 是否满足所需容量长度==（var1=9）==
  
• 显然，不够。所以需要扩容，进入 grow() 中
• var2=原始数组容量（8）
• var3=需要扩容到的目标容量长度，此时 capacityIncrement=0，所以扩容至原始长度的两倍（16）
• 检查目标长度 var3是否满足需求 var1
• 检查目标长度是否超过数组范围上限。
• Arrays.copyOf() 作用：创建一个 var3 容量大小的数组（16），并将原数组中的元素拷贝至新数组，赋值给 elementData。
  
• 至此，数组的扩容完成。回到 add() 主逻辑：在 elementCount 处存储要添加的元素 var1。并且 elementCount+1=9。