Vector源码分析

Collection家族成员关系图

在上图中可以看到，Vector和ArrayList在继承关系中是平辈关系，可以简单的理解Vector就是线程安全的ArrayList。本文将从源码角度分析Vector,如需了解ArrayList或LinkedList可点击ArrayList与LinkedList源码分析-从源码角度分析数组与链表的区别。

继承关系

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

构造函数

    public Vector() {
        this(10);
    }

无参构造调用int参数构造，initialCapacity=10

    public Vector(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0);
    }

int参数构造会调用两个int类型参数构造 initialCapacity = 10 , capacityIncrement = 0

    protected Object[] elementData;
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }

当initialCapacity没有指定时，将实例化一个长度10的Object数组，这点与ArrayList类似。

    public Vector(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        elementCount = elementData.length;
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
    }

c.toArray()得到Object[]或者泛型数组，是Object[]直接赋值,，如果是泛型数组，将转为Object[]再赋值。

add(E e)

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

    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

    private void grow(int minCapacity) {
        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);
    }

可以看到Vector的add方法和它的同门兄弟ArrayList的add方法的逻辑是一样的，但是有一些小的差别

1.使用synchronized修饰，线程安全
2.扩容大小在没有指定时是原大小的2倍进行扩容，而ArrayList的扩容大小是加上原大小的>>1，也就是1.5倍进行扩容

add(int index, E element)

    public void add(int index, E element) {
        insertElementAt(element, index);
    }

    public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
        modCount++;
        if (index > elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
                                                     + " > " + elementCount);
        }
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
        elementData[index] = obj;
        elementCount++;
    }

insertElementAt(E obj, int index)使用synchronized修饰,线程安全，主要逻辑

1.修改次数++
2.判断是否需要扩容，需要则扩容
3.index后的元素通过copy到一个新的数组整体后移1位
4.对index索引进行赋值
5.元素数量++

重点分析下copy数组然后右移的逻辑
System.arraycopy()方法是一个原生的静态方法，用于从源数组拷贝元素到目标数组中
System.arraycopy() 方法如下:

public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,Object dest, int destPos,
int length);

src: 源数组 .
srcPos: 源数组中开始拷贝的索引值
dest: 目标数组
destPos: 拷贝到目标数组开始的索引值
length: 拷贝元素的个数
add(int index, E element)就是将index后面的数组copy了一份，并将index后的索引值加1，然后将数组index索引赋值。

remove(int index)

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; 

        return oldValue;
    }

1.synchronized关键字修饰，线程安全
2.numMoved表示要左移的元素，是否是大于0，大于0则将index后的元素左移一个位置，并将最后一个索引的最后一个元素置空。如果等于0，说明是index最后一个元素的索引，不需要左移，直接将最后一个索引置空。

remove(Object o)

    public boolean remove(Object o) {
        return removeElement(o);
    }

    public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
        modCount++;
        int i = indexOf(obj);
        if (i >= 0) {
            removeElementAt(i);
            return true;
        }
        return false;
    }

    public int indexOf(Object o) {
        return indexOf(o, 0);
    }

    public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
        if (o == null) {
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

remove(Object o)比remove(int index)多了遍历对比元素获取索引的步骤，其他一样。

总结

1.Vector和ArrayList的底层实现都是Object[]
2.Vector线程安全，ArrayList非线程安全
3.Vector默认2倍大小扩容，ArrayList1.5倍大小进行扩容