ArrayList底层原理与面试回答

特点：底层数据结构是数组；有序；线程不安全；

数组--->查找和新增和求表长是O(1),插入删除元素是O(n)；

初始化大小为10，扩容机制为扩大到原数组长度的1.5倍。

线程不安全代码体现：

// List<String> testArray = new ArrayList<>(); 抛ConcurrentModificationException（并发修改）异常
// List<String> testArray = new Vector<>(); //线程安全，低效（Synchronized）
// List<String> testArray = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); //线程安全，低效（Synchronized） 
List<String> testArray = new CopyOnWriteArrayList<>();
// 读写分离，ReentrantLock 轻量级锁，上锁，进行数组长度加1的复制，将数据写到复制的数组上，并将原数组失效（即指针指向复制的数组）
for (int i = 0; i < 50 ; i++) {
    new Thread(()-> {
        testArray.add("aaa");
        System.out.println(testArray);
    },String.valueOf(i)).start();
}

/**
 * Replaces the element at the specified position in this list with the
 * specified element.
 * CopyOnWriteArrayList类中写操作如何保证线程安全
 * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
 */
public E set(int index, E element) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock(); // 加锁
    try {
        Object[] elements = getArray();
        E oldValue = get(elements, index);

        if (oldValue != element) {
            int len = elements.length;
            // 数组的复制
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
            newElements[index] = element;
             // 重新指向新的数组
            setArray(newElements);
        } else {
            // Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
            setArray(elements);
        }
        return oldValue;
    } finally {
        lock.unlock(); //释放锁
    }
}

CopyOnWriteArrayList相关类会涉及到一个概念：

深复制与浅复制：

浅拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型进行引用传递般的拷贝，此为浅拷贝。
深拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型，创建一个新的对象，并复制其内容，此为深拷贝。

核心代码中存在大量复制操作

System.arraycopy()和Arrays.copyOf()方法

两种方法有什么区别？

System.arraycopy();需要目标数组，将原数组拷贝到你自己定义的数组里，而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置。

copyOf()是系统自动在内部新建一个数组，并返回该数组。

 /**
 * @param      src      the source array. 原数组
 * @param      srcPos   starting position in the source array. 原数组开始复制位置
 * @param      dest     the destination array. 复制到的数组
 * @param      destPos  starting position in the destination data. 开始位置
 * @param      length   the number of array elements to be copied. 结束位置
 */
public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                    Object dest, int destPos,
                                    int length);
                                    ...  
                                    
/**
* original需要复制的数组；newLength需要复制的长度
*/                                    
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
    return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}

扩散的相关知识点：

HashSet底层是HashMap；只不过HashSet只取HashMap的Key，Value值统一设为一Object常量

LinkedList底层数据结构：双向链表

浮云浮影

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