List代表有序的,元素可以重复的集合。
ArrayList和LinkedList区别
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ArrayList的实现是基于数组,LinkedList的实现是基于双向链表;
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对于随机访问ArrayList要优于LinkedList,ArrayList可以根据下标以O(1)时间复杂度对元素进行随机访问,而LinkedList的每一个元素都依靠地址指针和它后一个元素连接在一起,查找某个元素的时间复杂度是O(N);
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对于插入和删除操作,LinkedList要优于ArrayList,因为当元素被添加到LinkedList任意位置的时候,不需要像ArrayList那样重新计算大小或者是更新索引;
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LinkedList比ArrayList更占内存,因为LinkedList的节点除了存储数据,还存储了两个引用,一个指向前一个元素,一个指向后一个元素。
ArrayList
ArrayList的底层是用数组来实现的,默认第一次插入元素时创建大小为10的数组,超出限制时会增加50%的容量,并且数据以 System.arraycopy() 复制到新的数组,因此最好能给出数组大小的预估值。
按数组下标访问元素的性能很高,这是数组的基本优势。直接在数组末尾加入元素的性能也高,但如果按下标插入、删除元素,则要用 System.arraycopy() 来移动部分受影响的元素,性能就变差了,这是基本劣势。
线程安全的List
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Vector
Vector是比较古老的API,虽然保证了线程安全,但是由于效率低一般不建议使用。
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Collections.SynchronizedList
SynchronizedList是Collections的内部类,Collections提供了synchronizedList方法,可以将一个线程不安全的List包装成线程安全的List,即SynchronizedList。它比Vector有更好的扩展性和兼容性,但是它所有的方法都带有同步锁,也不是性能最优的List。
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CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList是Java 1.5在java.util.concurrent包下增加的类,它采用复制底层数组的方式来实现写操作。当线程对此类集合执行读取操作时,线程将会直接读取集合本身,无须加锁与阻塞。当线程对此类集合执行写入操作时,集合会在底层复制一份新的数组,接下来对新的数组执行写入操作。由于对集合的写入操作都是对数组的副本执行操作,因此它是线程安全的。在所有线程安全的List中,它是性能最优的方案。
CopyOnWriterArrayList详解
CopyOnWriteArrayList是Java并发包里提供的并发类,简单来说它就是一个线程安全且读操作无锁的ArrayList。正如其名字一样,在写操作时会复制一份新的List,在新的List上完成写操作,然后再将原引用指向新的List。这样就保证了写操作的线程安全。
CopyOnWriteArrayList允许线程并发访问读操作,这个时候是没有加锁限制的,性能较高。而写操作的时候,则首先将容器复制一份,然后在新的副本上执行写操作,这个时候写操作是上锁的。结束之后再将原容器的引用指向新容器。注意,在上锁执行写操作的过程中,如果有需要读操作,会作用在原容器上。因此上锁的写操作不会影响到并发访问的读操作。
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优点:读操作性能很高,因为无需任何同步措施,比较适用于读多写少的并发场景。在遍历传统的List时,若中途有别的线程对其进行修改,则会抛出ConcurrentModificationException异常。而CopyOnWriteArrayList由于其"读写分离"的思想,遍历和修改操作分别作用在不同的List容器,所以在使用迭代器进行遍历时候,也就不会抛出ConcurrentModificationException异常了。
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缺点:一是内存占用问题,毕竟每次执行写操作都要将原容器拷贝一份,数据量大时,对内存压力较大,可能会引起频繁GC。二是无法保证实时性,Vector对于读写操作均加锁同步,可以保证读和写的强一致性。而CopyOnWriteArrayList由于其实现策略的原因,写和读分别作用在新老不同容器上,在写操作执行过程中,读不会阻塞但读取到的却是老容器的数据。
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