集合類分為兩個分支，Collection與Map，其中Collection介面繼承了Iterator介面，繼承Iterator介面的類可以使用迭代器遍歷元素（即Collection介面的類都可以使用），今天我們從相同點、不同點、以及JDK原始碼等各個方面來深入解析下，底層使用陣列實現的兩個集合類：ArrayList與Vector的區別與聯絡

區別與聯絡：

1.ArrayList出現於jdk1.2，vector出現於1.0.兩者底層的資料儲存都使用的Object陣列實現，因為是陣列實現，所以具有查詢快（因為陣列的每個元素的首地址是可以得到的，陣列是0序的，所以： 被訪問元素的首地址=首地址+元素型別位元組數*下標    ），增刪慢（因為往陣列中間增刪元素時，會導致後面所有元素地址的改變）的特點

2.繼承的類實現的介面都是一樣的，都繼承了AbstractList類（繼承後可以使用迭代器遍歷），實現了RandomAccess(標記介面，標明實現該介面的list支援快速隨機訪問)，cloneable介面（標識介面，合法呼叫clone方法），serializable（序列化標識介面）

3.當兩者容量不夠時，都會進行對Object陣列的擴容

（1）解析ArrayList擴容原始碼（假設從初始開始size=0，且構造方法為: new ArrayList<>();   ）：

①首先呼叫add方法，新增元素，在add中呼叫ensureCapacityInternal(確保內部容量),將當前的size（實際元素數量）傳輸

②在ensureCapacityInternal中，首先將elementData陣列  與  DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA  進行比較，這裡我們假設的構造方法為下圖，此時兩個陣列相等，minCapacity等於大的值，DEFAULT_CAPACOTY的值為10（在成員變數中定義），即minCapacity=10。

③modcount是在ArrayList的父類AbstractList中定義的成員變數，用於記錄修改次數（對當前ArrayList的修改次數），

minCapacity=10,element.length=0,所以執行grow方法。

④grow方法中由於初始容量為0，所以newCapatcoty=0，然後newCapacity=minCapacity等於10 (即通常說的：ArrayList的預設構造方法，會預設分配長度為10的記憶體空間，這裡的分配不是在建立物件時分配，而是在增加第一條資料的過程中分配，這樣防止了記憶體的浪費)，然後進行Arrays.copyOf 。如果再次擴容的話，擴容到當前容量的1.5倍。

（2）解析Vector擴容原始碼

①首先呼叫add方法，與arraylist相同，vector也有一個繼承父類的成員變數modCount來記錄修改次數。

②如果當前實際元素數+1大於陣列定義長度，執行grow方法

③將elementData copy到 一個新的長度陣列中，完成gorw。  其中，  capacityIncrement為自定義的增長因子（此處與arrayList不同，arraylist預設增長1.5倍；vector可以自定義若不自定義，則增長2倍，若定義則新長度=之前的長度+增長因子）  MAX_ARRAY_SIZE為陣列定義的最大長度，如果是負數，則丟擲OutOfMemoryError異常，如果大於MAX_ARRAY_SIZE，則賦值為Int型別的最大值。  

4.構造方法略有不同。

ArrayList:

（1）ArrayList a1 = new ArrayList(int i); 指定初始化容量的構造方法

（2）ArrayList a2 = new ArrayList(); 預設構造方法，在新增第一個元素過程中初始化一個長度為10的Object陣列

（3） ArrayList a3 = new ArrayList(Collection); 在構造方法中新增集合，本方法建立的集合的object陣列長度等於實際元素個數

Vector：

（1）Vector v1 = new Vector(10,2); 指定初始長度（initialCapacity）與增長因子（capacityIncrement）注意這裡的增長因子不是oldCapacity * capacityIncrement而是+，如果不指定或者指定為0，則預設擴容當前容量的兩倍，這裡上面提過了

（2）Vector v2 = new Vector(10);  通過this關鍵字呼叫上面的構造方法，自定義初始陣列長度，增長因子預設為0

（3）Vector v3 = new Vector(); 預設構造方法，在建立物件時便分配長度為10的Object陣列。（這裡在建立時便分配記憶體，一定意義上，浪費了記憶體空間）

5.執行緒的安全性不同，vector是執行緒安全的,在vector的大多數方法都使用synchronized關鍵字修飾，arrayList是執行緒不安全的（可以通過Collections.synchronizedList（）實現執行緒安全）

6.效能上的差別，由於vector的方法都有同步鎖，在方法執行時需要加鎖、解鎖，所以在執行過程中效率會低於ArrayList，另外，效能上的差別還體現在底層的Object陣列上

vector:arrayList:

可以看出來，arrayList多了一個transient關鍵字，這個關鍵字的作用是防止序列化，然後在ArrayList中重寫了了readObject和writeObject方法，這樣是為了在傳輸時提高效率，我們先來看下原始碼：

可以看到，這兩個方法中將elementData陣列中實際存在的元素遍歷出來進行傳輸，假設現在容量為10000但是實際有8000元素，如果將2000空的元素也進行傳輸勢必會影響效率，所以這麼做提高了效率，節省了時間。 

這兩個方法在序列化時如何被呼叫的，為什麼是private修飾？在傳輸時，ObjectInputStream與ObjectOutputStream會通過反射呼叫這兩個方法。  private修飾時因為，在ObjectStreamClass類中，呼叫的是傳輸物件中private修飾的writeObject與readObject（這裡就不深入研究了，光從找下面這個圖片的原始碼就可以感覺到，IO流的原始碼比集合類可能複雜的多）

defaultReadObject與dafaultWriteObject的作用？

如果類中不自定義readObject與writeObject，那麼類在序列化的時候會呼叫ObjectInputStream與ObjectOutputStream中的defaultReadObject與defaultWriteObject方法進行預設序列化，這樣的話，就不會序列化transiend中的陣列。但是transiend修飾的陣列是必須要序列化的！ 如果自定義的話，就不會呼叫這兩個default方法，這樣的話類中所有需要序列化的都要自定義，這樣太麻煩了，所以在自定義的方法中先呼叫下他，將不是transiend的序列化，然後再自定義object陣列的序列化。

  最後再說一下，這兩個集合類如何在迭代時保證執行緒安全，這裡就要提一下上面說過的在AbstractList類中有一個靜態變數

modcount（我看網上一些帖子說modcount只存在於執行緒不安全的集合類中，其實這種說法是錯誤的，在vector中也使用了modcount用於保證迭代時資料安全）他用於記錄一個集合類物件被修改的次數。這兩個類在迭代時（呼叫iterator方法時），Iterator iterator = arrayList.iterator();或Iterator iterator2 = vector.iterator(); 返回的iterator物件都是類中的一個私有內部類。這個類在呼叫時，便初始化了一個expectedModCount=modcount，即在迭代前先用成員變數儲存下modcount的值。

在迭代時，首先會呼叫checkForComodification方法，來比較modCount的值有沒有被改變，如果改變則會丟擲異常，這樣就保證了迭代時的安全性（這裡的安全性不只是保證了多執行緒下的安全，也保證了單執行緒中迭代時，如果修改資料所造成的隱患）這就是所謂fail-fast策略（快速失敗策略）。

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