ArrayList和LinkedList的add(E)性能秘密

两者末尾添加数据的性能如何？

我将通过程序和源码来解析。

程序解析

这里我将比较两者添加数据所消耗的时间。

    ArrayList<String> arr2 = new ArrayList<String>();
   LinkedList<String> link2 = new LinkedList<String>();
    long start =System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < asize; i++) {
        arr2.add("木子道_arrayList_"+i);
    }
    System.out.print("ArrayList exec add method " + asize + "|||");
    System.out.println(System.currentTimeMillis()- start +"/ms");
    start =System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < asize; i++) {
        link2.add("木子道_linkedList_"+i);
    }
    System.out.print("LinkedList exec add method " + asize + "|||");
    System.out.println( System.currentTimeMillis() - start + "/ms");

第一种结果：10万数据的插入ArrayList平均耗时170毫秒，LinkedList平均耗时70毫秒 ArrayList exec add method 100000,耗时 170/ms LinkedList exec add method 100000,耗时 74/ms

第二种结果：1万数据的插入ArrayList平均耗时90毫秒，LinkedList平均耗时50毫秒 ArrayList exec add method 10000,耗时 94/ms LinkedList exec add method 10000,耗时 51/ms

第三种结果：5千数据的插入ArrayList平均耗时50毫秒，LinkedList平均耗时40毫秒 ArrayList exec add method 5000,耗时 51/ms LinkedList exec add method 5000,耗时 41/ms

第四种结果：1千数据的插入ArrayList平均耗时10毫秒，LinkedList平均耗时10毫秒 ArrayList exec add method 1000,耗时 9/ms LinkedList exec add method 1000,耗时 12/ms

以上的结果不是固定的，消耗的时间也不能决定因素，只做参考。

源码解析 JDK1.7

 //*********ArrayList******
//添加数据
public boolean add(E e) {
  //数据增加，容量不够就扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
//
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    modCount++;
    // overflow-conscious code 默认在10一下不需要扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}
//扩容
private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
   //按1.5倍扩容
    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:
   //扩容成功，容量当然也要改变啦。
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
//******LinkedList*******
//添加数据  
public boolean add(E e) {
      linkLast(e);
    return true;
}
//链接e作为最后一个元素。
void linkLast(E e) {
    final Node<E> l = last;
  //至关重要。。。new一个节点对象
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
    last = newNode;
    if (l == null)
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

通过源码发现ArrayList添加元素偶尔需要扩容。LinkedList每次都new一个对象，开销是固定。通过程序发现ArrayList随着数据量大，性能远远比LinkedList差。

ArrayList使用数组存储，其实是一个内存连续块，插入元素涉及数组元素移动等内存操作。 LinkedList使用双向链表，将内存碎片通过引用关联起来，形成一个可以按序号索引的线性结构，这比数组连续方式相比，内存的利用率更高。插入数据只需记录本前后节点即可。

总结

ArrayList:随机访问快，插入和删除慢，基于数组的数据结构。

LinkedList:随机访问慢，插入和删除快，基于双向链表的数据结构。

ArrayList就是根据索引查。插入数组会复制成新数组，删除会移动数组，重排序。

LinkedList只能从头开始找，访问会慢，插入和删除不需要重排序所以快。

ArrayList扩容的时候会出现的结尾预留一定的容量空间的浪费。

LinkedList的每一个元素容量空间是相等。

我的结论是：末尾添加数据量小的时候。ArrayList性能好，而数据量大则是LinkedList性能好。欢迎指正。。。

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ArrayList和LinkedList的add(E)性能秘密

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