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JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6三者的區(qū)別有哪些

發(fā)布時間:2021-01-26 16:14:16 來源:億速云 閱讀:906 作者:Leah 欄目:編程語言

這篇文章給大家介紹JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6三者的區(qū)別有哪些,內容非常詳細,感興趣的小伙伴們可以參考借鑒,希望對大家能有所幫助。

一、基本性質

1、底層使用原生數組實現,實現RandomAccess接口,可以隨機訪問,隨機訪問指的是下標索引操作index(i)的時間復雜度是O(1)。

size、isEmpty、get、set、iterator和listIterator操作在O(1)內完成,add(e)操作平均在O(1)內完成,即添加n個元素需要O(n)時間(這個是Collection.add,是在尾部添加注意區(qū)分下List.add(index, e))。其他操作基本都是O(n)內完成。ArrayList與LinkedList實現相比,O(n)的各個方法的時間復雜度的常數因子更小。

2、因為底層數組 elementData 的容量是不能改變的,所以容量不夠時,需要把 elementData 換成一個更大的數組,這個過程叫作擴容。實際的元素的數量size,總是不會超過底層數組的容量 elementData.length,因為擴容需要申請更大的內存,并且需要原來數組的進行一次復制,所以擴容是個耗時的操作。在添加大量元素之前,使用者最好是預估一個大致的數量,手動調用ensureCapacity進行一次擴容操作,避免一個個添加導致頻繁擴容影響性能。

3、ArrayList是未同步的,多線程并發(fā)讀寫時需要外部同步,如果不外部同步,那么可以使用Collections.synchronizedList方法對ArrayList的實例進行一次封裝,或者使用Vector。

4、對存儲的元素無限制,允許null元素。

5、ArrayList的iterator和listIterator方法返回的迭代器是快速失敗的,也就是如果在創(chuàng)建迭代器之后的任何時間被結構性修改,除了通過迭代器自己的remove或add方法之外,迭代器將直接拋出一個ConcurrentModificationException,從而達到快速失敗fail-fast的目的,盡量避免不確定的行為。

ArrayList的迭代器的快速失敗行為不能被嚴格保證,并發(fā)修改時它會盡量但不100%保證拋出ConcurrentModificationException。因此,依賴于此異常的代碼的正確性是沒有保障的,迭代器的快速失敗行為應該僅用于檢測bug。

6、實現clone接口,可以調用其clone方法(雖然clone()是Object中的方法,但是它是protected,使用子類的clone()必須在子類中覆蓋此方法)。clone方法復制一個ArrayList,底層數組elementData不共享,但是實際的元素還是共享的。
不過clone是ArrayList中覆蓋的,不屬于List中的方法,因此常見的聲明形式
     List<String> strs = new ArrayList<>();
聲明出來的變量不能直接使用clone方法,本身也用得極少。

7、實現Serializable接口,可以被序列化。ArrayList"實現"了自定義序列化方法,這么做主要是為了節(jié)省空間 。對于占用空間的大頭——元素list,僅僅序列化實際size大小的元素,同時不序列化對于新對象無用屬性的——來自父類AbstractList的modCount。ArrayList的實際size不會超過底層數組的length,大多數情況下比底層數組length小,使用默認序列化的話,會直接序列化整個底層數組,序列化后字節(jié)流會變大,浪費空間。

二、構造方法

1、默認構造方法,ArrayList()

關于默認構造方法,你可能在別的地方看見過這種話:無參構造方法(默認構造方法)構造的ArrayList的底層數組elementData大小(容量)默認為10。這里告訴你,這不一定是對的。這句話在1.6版本中是對的(更之前的版本我沒看),從1.7開始這句話就有問題了。下面我貼出了三個版本的代碼:
jdk1.6的,初始化成10個容量。

// jdk1.6的 
/** Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ 
 public ArrayList() { 
 this(10); 
}

jdk1.7的,相對1.6版本,引入了一個新的常量EMPTY_ELEMENTDATA,它是一個空數組,因此容量為0。

// jdk1.7的 
/** Shared empty array instance used for empty instances. */ 
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 
 
... 
 
/** Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ 
public ArrayList() { 
 super(); 
 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; 
}

jdk1.8的,相對1.7版本,又引入了一個新的常量DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA ,它也是一個空數組,因此容量也為0。至于兩個空數組有什么區(qū)別,看下面一點說的。

/** Shared empty array instance used for empty instances. */ 
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 
 
/** 
 * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We 
 * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when 
 * first element is added. 
 */ 
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 
 
... 
 
/** Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ 
public ArrayList() { 
 this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; 
}

對比下可以看出:jdk1.6的無參構造方法(默認構造方法)構造的ArrayList的底層數組elementData大小(容量)默認為10;從1.7開始,無參構造方法構造的ArrayList的底層數組elementData大小默認為0。
java集合類在jdk1.7版本基本上都有一種改動:懶初始化。懶初始化指的是默認構造方法構造的集合類,占據盡可能少的內存空間(對于ArrayList來說,使用空數組來占據盡量少的空間,不使用null是為了避免null判斷),在第一次進行包含有添加語義的操作時,才進行真正的初始化工作。

1.7開始的ArrayList,默認構造方法構造的實例,底層數組是空數組,容量為0,在進行第一次add/addAll等操作時才會真正給底層數組賦非empty的值。如果add/addAll添加的元素小于10,則把elementData數組擴容為10個元素大小,否則使用剛好合適的大?。ɡ纾谝淮蝍ddAll添加6個,那么擴容為10個,第一次添加大于10個的,比如24個,擴容為24個,剛好合適);1.8版本,默認構造的實例這個行為沒有改變,只是用的數組名字變了。

順便吐槽下:jdk這個類維護者,你能不能改下默認構造方法上的注釋啊,默認構造方法的行為都改變了,你注釋還是用之前的?。?!

2、帶初始容量的構造方法,public ArrayList(int initialCapacity)

// 1.6 
public ArrayList(int initialCapacity) { 
 super(); 
 if (initialCapacity < 0) 
  throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); 
 this.elementData = new Object[initialCapacity]; 
} 
 
// 1.7 跟1.6的一樣 
public ArrayList(int initialCapacity) { 
 super(); 
 if (initialCapacity < 0) 
  throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); 
 this.elementData = new Object[initialCapacity]; 
} 
 
// 1.8 
public ArrayList(int initialCapacity) { 
 if (initialCapacity > 0) { 
  this.elementData = new Object[initialCapacity]; 
 } else if (initialCapacity == 0) { 
  this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; // 重用空數組,一個小小的優(yōu)化 
 } else { 
  throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); 
 } 
}

678三個版本的這個構造方法的實際行為基本一致:如果initialCapacity >= 0,把底層數組elementData賦值為一個大小為initialCapacity的數組,數組的所有元素都是默認值null。1.8稍微進行了一點優(yōu)化,也是賦值為空數組,但是重用了常量對象。
下面寫個簡單的例子看一個細微的區(qū)別。

// jdk1.6,兩個構造的區(qū)別很明顯 
public class TestArrayList { 
 public static void main(String[] args) { 
  List<String> la = new ArrayList<String>(0); // la.elementData = new Object[0], la.elementData.length = 0 
  la.add("111"); // la.elementDate.length = 1,這里一次性擴容了1個,后續(xù)再按照通用擴容策略執(zhí)行擴容操作 
 
  List<String> lb = new ArrayList<String>(); // lb.elementData = new Object[10], lb.elementData.length = 10 
  lb.add("111"); // lb.elementDate.length = 10,這里沒有進行擴容,后續(xù)再按照通用擴容策略執(zhí)行擴容操作 
 } 
} 
 
// jdk1.7,兩個構造在第一次進行添加時才看得出區(qū)別 
public class TestArrayList { 
 public static void main(String[] args) { 
  List<String> la = new ArrayList<>(0); // la.elementData = new Object[0], la.elementData.length = 0 
  la.add("111"); // la.elementDate.length = 1,這里一次性擴容了1個,后續(xù)再按照通用擴容策略執(zhí)行擴容操作 
 
  List<String> lb = new ArrayList<>(); // lb.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA, lb.elementData.length = 0 
  lb.add("111"); // lb.elementDate.length = 10,這里一次性擴容了10個,后續(xù)再按照通用擴容策略執(zhí)行擴容操作 
 } 
} 
 
// jdk1.8,同1.7 
public class TestArrayList { 
 public static void main(String[] args) { 
  List<String> la = new ArrayList<>(0); // la.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA, la.elementData.length = 0 
  la.add("111"); // la.elementDate.length = 1,這里一次性擴容了1個,后續(xù)再按照通用擴容策略執(zhí)行擴容操作 
 
  List<String> lb = new ArrayList<>(); // lb.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA, lb.elementData.length = 0 
  lb.add("111"); // lb.elementDate.length = 10,這里一次性擴容了10個,后續(xù)再按照通用擴容策略執(zhí)行擴容操作 
 } 
}

jdk1.6中new ArrayList<?>()跟new ArrayList<?>(10)的行為是一模一樣的,所以跟new ArrayList<?>(0)有很明顯區(qū)別,這個好理解 。從1.7版本開始,new ArrayList<>()和new ArrayList<>(0),雖然創(chuàng)建后底層內容和容量都一樣,但是實際的行為有些細小的差別,那就是這兩個在第一次自動擴容時策略不一樣。不過這一點影響比較小,基本不影響使用。
1.8中使用兩個空數組,正如注釋所說的,是在優(yōu)化(避免創(chuàng)建無用的空數組)的同時,保留其擴容初始策略區(qū)別。只用一個空數組就不能再優(yōu)化的同時,繼續(xù)保持這個小區(qū)別了。

3、Collection拷貝構造方法,public ArrayList(Collection<? extends E> c)

678三個版本的關系和第2點一樣。

// jdk 1.6 
public ArrayList(Collection<? extends E> c) { 
 elementData = c.toArray(); 
 size = elementData.length; 
 // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) 
 if (elementData.getClass() != Object[].class) 
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); 
} 
 
// jdk 1.7 
public ArrayList(Collection<? extends E> c) { 
 elementData = c.toArray(); 
 size = elementData.length; 
 // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) 
 if (elementData.getClass() != Object[].class) 
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); 
} 
 
// jdk 1.8 
public ArrayList(Collection<? extends E> c) { 
 elementData = c.toArray(); 
 if ((size = elementData.length) != 0) { 
  // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) 
  if (elementData.getClass() != Object[].class) 
   elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); 
 } else { 
  // replace with empty array. 
  this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; 
 } 
}

關于中間這行注釋,可以看下這篇博文

此構造方法會有和Array.copyOf/System.arraycopy一樣的問題,那就是它只是新建一個elementData數組,數組的內容對應相等,但是不拷貝實際的元素,實際的元素占據的內存空間還是共享的。

JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6三者的區(qū)別有哪些

三、確保容量方法(擴容方法):ensureCapacity/ensureCapacityInternal

提前聲明下:這兩個方法只是確保容量,不一定會擴容,但是為了好理解,下面的文字中所說的"擴容"指的就是這兩個方法。
因為原生的數組的容量不能改變,要改變數組的容量,只能是新建一個數組,并把原來數組的內容復制到新數組對應位置上去。數組拷貝使用的是Arrays.copyOf,底層用的是System.arraycopy,比循環(huán)賦值效率高。擴容示意圖如下。

擴容方法四個位置用到:兩個add方法,兩個addAll方法,一個反序列化方法,還有就是手動擴容方法ensureCapacity(稱之為手動,是因為此方法是public的,可以外部手動調用)。在1.6版本是只有這個手動的方法,內部自動操作也是調用這個方法,1.7開始進行了區(qū)分,并且進一步改進了擴容操作。

下面的是jdk1.8的代碼,1.7的和1.8的基本相同,唯一的一點區(qū)別就是1.8用兩個空數組,導致這里的空數組的名字不一樣,兩個版本的代碼可以看作是一樣的。

// 手動擴容方法(可以外部調用,不過大多數情況都是List<?> = new ArrayList<>(),這樣是調用不到這個方法的) 
// 這個方法只是簡單區(qū)別下list是不是通過 new ArrayList() 來創(chuàng)建的,這一點前面說了 
// 如果是,則嘗試最小擴容10個,不是則嘗試擴容指定個,具體也是通過內部擴容方法完成容量確保 
public void ensureCapacity(int minCapacity) { 
 int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) 
  // any size if not default element table 
  ? 0 
  // larger than default for default empty table. It's already 
  // supposed to be at default size. 
  : DEFAULT_CAPACITY; 
 
 if (minCapacity > minExpand) { 
  ensureExplicitCapacity(minCapacity); 
 } 
} 
 
// 下面是內部擴容相關的幾個方法的代碼 
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { 
 if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { 
  minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); 
 } 
 
 ensureExplicitCapacity(minCapacity); 
} 
 
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { 
 modCount++; 
 
 // overflow-conscious code 考慮int型溢出 
 if (minCapacity - elementData.length > 0) 
  grow(minCapacity); 
} 
 
private void grow(int minCapacity) { 
 // overflow-conscious code 考慮int型溢出 
 int oldCapacity = elementData.length; 
 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); 
 if (newCapacity - minCapacity < 0) 
  newCapacity = minCapacity; 
 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) 
  newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); 
 // minCapacity is usually close to size, so this is a win: 
 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); 
} 
 
private static int hugeCapacity(int minCapacity) { 
 if (minCapacity < 0) // overflow int型溢出,直接報錯 
  throw new OutOfMemoryError(); 
 return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? 
  Integer.MAX_VALUE : 
  MAX_ARRAY_SIZE; 
}

下面這是1.6的相關代碼,可以對比看下:

public void ensureCapacity(int minCapacity) { 
 modCount++; 
 int oldCapacity = elementData.length; 
 if (minCapacity > oldCapacity) { 
  Object oldData[] = elementData; 
  int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; 
  if (newCapacity < minCapacity) 
   newCapacity = minCapacity; 
  // minCapacity is usually close to size, so this is a win: 
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); 
 } 
}

區(qū)別就是:1.6的方法只是簡單進行了邏輯上的操作,沒有過多考慮int型溢出的問題,從1.7(上面貼的是1.8的)開始對這個進行了完善。

先仔細看看1.6的問題,整體來說都是int型溢出的問題。

1、沒考慮入參minCapacity可能因為int溢出變?yōu)樨摂怠_@個方法可以外部手動調用,手動擴容傳入負數這個肯定是應該攔截掉的。但是自動擴容會因為int溢出產生負數,碰到這種情況時應該特殊處理,而不是什么都不做,等著后面拋出一個ArrayIndexOutOfBoundsException。

2、就是這句代碼不太好,過早溢出
     int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
雖然上面這行代碼和1.7開始的oldCapacity + (oldCapacity >> 1) 看上去一樣,都是相當于1.5倍,但實際上是有區(qū)別的。兩個區(qū)別,第一個小區(qū)別是jdk1.6的那種乘除運算的數學結果比后面一個大1比如oldCapacity=10,1.6的算法得到16,1.7開始的算法得到15,這個影響不大;第二個區(qū)別就是兩者在數字比較大是運算結果不一樣,比如oldCapacity=10^9,這個數和Integer.MAX_VALUE位數一樣,用1.6的算法得到的會是錯誤的-647483647,用1.7的則是正確的1500000000,這時候明明可以1.5倍擴容,但是jdk1.6卻用的是按需擴容。

在計算機里面對于int型的兩個不同的數a和b,有
     a-b>0 不等價于 a>b
因為,a-b>0會被int溢出影響,a>b不會受int溢出影響。無符號的int型中a-b>0是一定成立的;有符號的int型,負數可以看成是正數的溢出,假設a = Integer.MAX_VALUE + 10,b = Integer.MAX_VALUE - 10,很明顯a是負數,b是正數,運行一遍a>b得到false,再運行一遍a-b得到的是20,a-b>0得到true。因此對于int型,a>b和a-b>0在if判斷中有不同的功能,前者是純粹比較大小,正數一定大于負數;后者可以判斷溢出,正數不一定大于負數。

所以1.7版本對上面兩個問題做了修改。

1、從1.7開始將內部擴容和外部可以調用的擴容方法分開了,通過源碼(上面貼的是1.8的代碼,可以看出是一樣的)可以看出:外部調用的手動擴容方法ensureCapacity要多一個判斷條件 minCapacity > minExpand,這個判斷條件攔截掉負數的minCapacity,這樣調用內部擴容ensureCapacityInternal方法時,minCapacity一定是正數;內部擴容方法直接就用minCapacity - elementData.length > 0判斷,此條件可以檢測出int型溢出,碰到溢出最后會拋出一個OOM錯誤。jdk1.7用OOM,這比jdk1.6用ArrayIndexOutOfBoundsException更好,因為此時數組大小超出了虛擬機對數組的限制,虛擬機無法處理這種情況了,拋出一個ERROR是合理的。

2、使用這行代碼
     newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
這行不僅僅是是用位運算加快執(zhí)行速度,上面說了,這種做法才是對的,是真正的1.5倍。不僅僅因為那一個大小的差別,更重要的是避免過早出現int溢出的情況,保證了內部自動擴容會盡量按規(guī)定的策略執(zhí)行。同時整個擴容處理流程中多增加了幾處if判斷,對各種情況處理更加完善。

還有一個問題就是,MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8。這個是1.7開始才有的,注釋說這個是因為在一些虛擬機的數組實現中,會有array header這個保留部分,所以數組最大長度并不是實際的Integer.MAX_VALUE。這個在1.8自帶的HotSpot上測試(環(huán)境Win7 64位,Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.111-b14, mixed mode)),準確值應該是Integer.MAX_VALUE -

2.比這個值大就會出現OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit。此Error和hugeCapacity中拋出的OOM基本上差不多,這兩個跟一般的OOM還是有區(qū)別的。拋出這個異常時,一般是程序有問題,此時虛擬機看看數組大小,就知道了它是不能完成這樣的內存分配的,跟剩余的內存空間大小沒關系。

測試下實際MAX_ARRAY_SIZE(都是64bit的)
jdk1.8 Integer,MAX_VALUE - 2,超過這個值(實際上也只有兩個數可選,Integer.MAX_VALUE和Integer.MAX_VALUE - 1)就拋出OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
jdk1.7 Integer.MAX_VALUE - 2
jdk1.6 Integer.MAX_VALUE,使用這個值能夠成功創(chuàng)建數組(使用boolean數組)

在帶初始容量的構造方法 public ArrayList(int initialCapacity) 中,并沒有判斷初始容量是否大于MAX_ARRAY_SIZE。個人覺得還是判斷下好,不判斷可能在擴容時會有點問題。下面給一組變量值大家試下,看下是不是真有問題。

初始數組長度 elementData.length = Integer.MAX_VALUE - 5 = 2147483642;
還要繼續(xù)添加的長度 expand = Integer.MAX_VALUE - 2 = 2147483645;
最小容量 minCapacity = expand + elementData.length = -9;
ensureExplicitCapacity方法中 minCapacity - elementData.length = 2147483645 > 0,會繼續(xù)執(zhí)行grow方法;
grow方法中 newCapacity = elementData.length + (elementData.length >> 1) = -1073741833;
grow方法中的第一個if,newCapacity - minCapacity = -1073741824 < 0,執(zhí)行第一個if中的 newCapacity = minCapacity,newCapacity = -9;
grow方法中的第二個if,newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE = -2147483648 < 0,不執(zhí)行第二個if中的語句;
執(zhí)行最后的Arrays.copyOf,因為newCapacity = -9 < 0,會拋出異常NegativeArraySizeException。

grow方法中第二個if,如果newCapacity是負數,只有是-9到-1這幾個負數,才會不執(zhí)行hugeCapacity方法而是直接執(zhí)行Arrays.copyOf拋出異常。如果構造方法中攔截判斷下是否大于MAX_ARRAY_SIZE,一開始的數組長度就限制在Integer.MAX_VALUE - 8,應該是無法通過一個正數的expand,使得minCapacity在[-9,-1]內。嚴格證明暫時給不出,實際運行中由于內存限制無法演示。

四、常用方法

ArrayList提供的public方法的實現,基本上都有利用數組隨機訪問特性,以及System.arraycopy/Arrays.copyOf數組快速復制,進行加速。

1、來自List接口中的方法

E get(int index):這個沒啥說的。
E set(int index, E element):這個沒啥說的。
void add(int index, E element):這個內部會進行數組復制,復制原來index開始的數組到 index+1 開始的位置,因此在ArrayList中間add元素是比較慢的,平均下來是O(n)的時間。沒必要時盡量不使用這個方法,而是直接使用 add(e) 添加到尾部,add(e) 平均下來只會耗費O(1)的時間,效率高很多。
簡單畫了個圖,可以看下。

JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6三者的區(qū)別有哪些

E remove(int index):基本同上,會進行數組復制,這是數組實現的list避免不了的問題。注意下實現中的elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work,這句讓list不引用元素,讓元素可以被回收(當然,還得其他地方都不引用元素),避免集合類“假刪除”造成內存泄漏。
remove示意圖如下。

JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6三者的區(qū)別有哪些

int indexOf(Object o):此方法和下面的lastIndexOf方法會進行null判斷,o == null則在遍歷時使用 == 進行比較,o != null則在遍歷時使用equals方法進行比較,所以使用時請注意下元素的equals方法。
int lastIndexOf(Object o):同上。
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c):elementData數組中插入c.toArray()數組,使用的System.arraycopy復制進去。
ListIterator<E> listIterator(int index):返回一個基于數組操作的ListIterator,ListIterator是Iterator的增強實現。傳統的Iterator只能往一個方向迭代,并且只能在迭代中進行remove這一個寫操作;ListIterator能夠雙向迭代,支持迭代時獲取下標,并且能夠在迭代中進行add和set操作。不過List這一系的迭代器弄得比較亂,抽象類AbstractList中有一套,幾個主要實現類ArrayList、LinkedList、Vector、CopyOnWriteArrayList中又各自有一套。父類中那一套是通用的,各個具體的類中的那一套,一般都是優(yōu)化過的,效率會提升一些,所以不用管父類的迭代器了,那些雖然通用,但是效率不高,差不多過時了。jdk1.6的ArrayList是直接使用父類Abstract中的通用的那一套,效率稍微低些。
ListIterator<E> listIterator():就是new ListItr(0);
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex):返回此List的某一段的視圖,具體返回類型是java.util.ArrayList$SubList這個內部類,ArrayList.subList是復用原ArrayList的elementdata數組,操作原數組也會對subList有影響。jdk1.6中是用父類的這個方法,返回一個通用的java.util.SubLlist,1.7開始使用的是java.util.ArrayList.SubList,直接操作ArrayList的數組,效率更高。雖然重寫了一份功能幾乎一樣的代碼,但是作為一個基層的類,效率還是很重要的。

2、來自Collection(Iteratable)接口的方法

Iterator<E> iterator():返回一個內部的實現類,從jdk1.7開始該實現類使用數組的特性優(yōu)化實現Iterator的幾個方法,1.6返回的是父類AbstractList中定義的一個List接口通用的迭代器。
int size():直接返回屬性size
boolean isEmpty():size == 0
boolean contains(Object o):使用的是indexOf
boolean add(E e):尾部添加,只用考慮是否擴容,不擴容時的插入不用考慮數組元素移動的問題,平均下來是O(1)的時間。這里可以簡單證明下:初始a個容量,每次擴容后是1.5倍,設為c;那么擴容次數為x = O(logc(n))(c為底數);擴容移動的元素個數,等比數列求和,為O(c^x) = O(n);不擴容時每個元素為O(1),不擴容總共消耗小于O(n);總共耗時O(n),平均耗時O(1)。
boolean remove(Object o):移除所有“相等”的元素,此處相等和indexOf中的一樣,null使用 ==,非null使用equals。移除時使用的fastRemove(int index)跟remove(int index)行為一樣,因為是內部使用,所以不用檢查邊界,而且返回void。
boolean containsAll(Collection<?> c):繼承使用AbstractCollection中的方法,使用for-each挨個檢驗contains。對于Iterable的實現類,for-each是用Iterator實現的。在ArrayList這種基于數組的實現中,傳統for循環(huán)比Iterator要快,Iterator比直接數組下標取值要多不少步驟,在N次簡單循環(huán)這種狂飆cpu的操作中,每個步驟都是花時間的,所以Iterator(for-each循環(huán))要慢。不夠估計是此方法用的不多,在ArrayList中沒有用數組的特性進一步優(yōu)化此方法。1.7以后ArrayList中其余幾個All方法都重寫了,就這個All方法還是用的父類的。
boolean addAll(Collection<? extends E> c):c.toArray,數組尾部追加數組,先確保容量,然后復制要add的數組就行。
boolean removeAll(Collection<?> c):可以理解為差集操作,這個和下面的retainAll一起講,都是利用batchRemove方法,只是判斷是否刪除一個元素時行為相反。1.8在調用batchRemove進行了null判斷,c == null會提前拋出NPE,1.6的是重用父類AbstractCollection中的實現。

// 此方法就是一個簡單的數組批量刪除方法,并且刪除后剩余的元素相對順序不變,且全部往前移動 
// 之所以使用try-fianlly是因為c.contains可能會拋出異常(c == null,或者實現類中不允許null),導致ArrayList沒有能更新size以及對底層數組進行整理, 
//  使用finally可以保證保證這一點,并且與父類AbstractCollection中已經實現的removeAll/retainAll方法的行為的一致性 
// 通過finally中的代碼可以看出,這些沒有進行判斷的元素會全部保留。 
private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) { 
 final Object[] elementData = this.elementData; 
 int r = 0, w = 0; 
 boolean modified = false; 
 try { 
  for (; r < size; r++) 
   if (c.contains(elementData[r]) == complement) 
    elementData[w++] = elementData[r]; 
 } finally { 
  // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection, 
  // even if c.contains() throws. 
  if (r != size) { 
   System.arraycopy(elementData, r, elementData, w, size - r); 
   w += size - r; 
  } 
  if (w != size) { 
   // clear to let GC do its work 
   for (int i = w; i < size; i++) 
    elementData[i] = null; 
   modCount += size - w; 
   size = w; 
   modified = true; 
  } 
 } 
 return modified; 
}

boolean retainAll(Collection<?> c):交集操作,上面removeAll已經講了。
void clear():for循環(huán)清空elementData數組,并把size置為0,不改變容量。
boolean equals(Object o):繼承使用父類AbstractList中的方法,算法和判斷兩個數組內容是否全等一樣,就是用的是迭代器而不是傳統for循環(huán),此方法用得很少,所以沒用數組特性進一步優(yōu)化。
int hashCode():同上,繼承使用父類AbstractList中的方法,hashCode算法也不特殊,線性結構常用的hash = 31 * hash + e.hashCode。
Object[] toArray():直接使用Arrays.copyOf拷貝一份elementData數組作為返回值,也就是數組不共享但是元素共享。
<T> T[] toArray(T[] a):此方法說明下,覺得行為有些不太友好。

public <T> T[] toArray(T[] a) { 
 if (a.length < size) 
  // Make a new array of a's runtime type, but my contents: 
  return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); 
 System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size); 
 if (a.length > size) 
  a[size] = null; 
 return a; 
}

此方法很簡單,分3種情況處理:給定數組空間小了,新建一樣大小數組并拷貝過去(新建操作是在Arrays.copyOf里面完成的);剛好相等,直接拷貝就過去完事;給定數組大了,拷貝過去后,由于只覆蓋了原數組的前面一部分,再把接下來的一個元素變?yōu)閚ull。

覺得不友好的就是給定數組大了的這種情況,因為它會多覆蓋掉一個值,注釋中說這么做的原因是“當調用者知道列表不包含任何空元素時,這在確定列表的長度時非常有用”,這是個坑啊。下面的demo簡單展示了這個坑。

public class TestArrayList { 
 public static void main(String[] args) { 
  List<String> sList = Arrays.asList("0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9"); 
  // 推薦使用空數組 
  String[] s0 = {}; 
  System.err.println("s0 = " + Arrays.toString(sList.toArray(s0))); 
  // s0 = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 
 
  // 也可以使用等長數組 
  String[] s10 = new String[sList.size()]; 
  System.err.println("s10 = " + Arrays.toString(sList.toArray(s10))); 
  // s10 = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 
 
  // 除非你清楚,否則不要像下面這么做,因為s20[10]被此方法設置為null 
  String[] s20 = new String[20]; 
  s20[10] = "10"; 
  s20[11] = "11"; 
  s20[12] = "12"; 
  System.err.println("s20 = " + Arrays.toString(sList.toArray(s20))); 
  // s20 = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, null, 11, 12, null, null, null, null, null, null, null] 
 } 
}

五、獨有的兩個方法
public void ensureCapacity(int minCapacity):可以外部調用的手動擴容方法,在要添加大量元素之前,預估下容量,調用這個方法手動擴容,避免頻繁自動擴容降低性能。
public void trimToSize():節(jié)省空間,使得elementData剛好容納下所有元素。

六、幾個jdk1.8新增的函數式、stream有關的方法

這里不說。集合類這部分要說,也放在以后一起說

簡單總結下,jdk1.7版本對比1.6版本,三個改動:
1、懶初始化,因此默認構造方法創(chuàng)建的是空數組,不再是10個大小的數組;
2、擴容相關的完善;
3、一些方法不再直接使用父類的通用實現,改為利用數組特性的更有效率的實現。

關于JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6三者的區(qū)別有哪些就分享到這里了,希望以上內容可以對大家有一定的幫助,可以學到更多知識。如果覺得文章不錯,可以把它分享出去讓更多的人看到。

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