arraylist 和 vector 最核心的区别在于线程安全性:vector 是线程安全的,arraylist 不是;2. vector 因所有方法加 synchronized 导致性能较差,arraylist 更高效但需手动同步;3. vector 是早期类,api 冗长,arraylist 设计更现代且符合 list 接口规范;4. vector 默认扩容翻倍易浪费内存,arraylist 扩容1.5倍更平衡;5. 现代开发推荐用 arraylist 配合 collections.synchronizedlist、copyonwritearraylist 或 reentrantlock 实现灵活高效的线程安全。
ArrayList 和 Vector 最核心的区别在于线程安全性:Vector 是线程安全的,而 ArrayList 不是。这意味着在多线程环境下,多个线程可以同时访问 ArrayList 而不会出现数据不一致的问题,但这样需要我们手动进行同步控制;Vector 则因为其内部方法都加了
synchronized
要深入理解 ArrayList 和 Vector 的不同,我们可以从几个关键点来展开:
1. 线程安全性与性能权衡: Vector 的所有公共方法,比如
add()
get()
remove()
synchronized
ArrayList 则完全没有同步机制。它在设计之初就考虑到了性能,因此在单线程环境下,或者在多线程环境下但由外部确保同步时,它的表现会非常出色。当多个线程同时修改 ArrayList 时,可能会出现
ConcurrentModificationException
Collections.synchronizedList(new ArrayList())
java.util.concurrent
2. 历史演进与API设计: Vector 是 Java 1.0 就引入的类,属于非常古老的集合框架成员。它的设计理念更偏向于传统的数据结构,很多方法名也比较冗长,比如
addElement()
elementAt()
List
ArrayList 是 Java 1.2 引入的,作为
List
List
3. 容量增长策略: 当内部数组容量不足以容纳新元素时,两者都需要扩容。 Vector 默认的扩容策略是将其容量翻倍(
capacity * 2
capacityIncrement
capacity * 1.5
这两种策略在极端情况下都会影响性能。频繁的扩容操作涉及到创建新数组并将旧数组的元素复制到新数组中,这是一个相对耗时的操作。Vector 每次翻倍的策略,在某些场景下可能会导致内存浪费,因为它可能一次性分配了比实际需求多得多的空间。ArrayList 的 1.5 倍策略则显得更为保守和平衡。
4. 迭代器类型: Vector 支持两种迭代器:
Iterator
Enumeration
Enumeration
Iterator
Iterator
Enumeration
ConcurrentModificationException
说实话,Vector 的同步机制是“一把锁锁到底”的模式,效率真的不高。它对所有操作都加了
synchronized
get()
我个人觉得,更推荐的做法是使用 ArrayList,然后根据实际需求选择更细粒度、更高效的同步方式。
一种常见的做法是使用
Collections.synchronizedList(new ArrayList())
synchronized
然而,如果你的应用场景是“读多写少”,那么
java.util.concurrent
CopyOnWriteArrayList
更高级的,你也可以自己用
synchronized
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
内部容量管理,也就是当集合需要扩容时,它们各自采取的策略确实不一样,这直接影响到内存使用效率和性能。
ArrayList 的默认扩容策略是当当前容量不足时,会创建一个新数组,其大小是旧数组的 1.5 倍。举个例子,如果当前容量是 10,下次扩容就会变成 15。这种策略相对保守,每次扩容增加的幅度不算太大,可以相对减少内存的浪费,尤其是在列表最终大小不确定的情况下。但如果需要存储大量元素,并且元素是逐个添加的,那么可能会发生多次扩容,每次扩容都伴随着数组的复制,这会带来一定的性能开销。
Vector 的默认扩容策略则更激进一些:它会将容量直接翻倍。比如,当前容量是 10,下次扩容就会变成 20。此外,Vector 允许你在构造函数中指定一个
capacityIncrement
从性能角度看,频繁的扩容操作是代价比较大的。它涉及:
所以,如果你预先知道列表大致会存储多少元素,最好在创建 ArrayList 或 Vector 时就指定一个合适的初始容量,这样可以有效减少甚至避免后续的扩容操作,从而提升性能。比如
new ArrayList<>(1000)
在现代 Java 开发中,尤其是在并发编程领域,我们确实有比 Vector 更好、更灵活的线程安全列表替代方案。这不仅仅是性能问题,更是设计理念的进步。
Collections.synchronizedList(List list)
synchronized
List
CopyOnWriteArrayList
java.util.concurrent
add
set
remove
get
Iterator
ConcurrentModificationException
使用 ReentrantLock
synchronized
ArrayList
ReentrantLock
synchronized
import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class CustomSyncList<T> { private final List<T> list = new ArrayList<>(); private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void addElement(T element) { lock.lock(); // 获取锁 try { list.add(element); } finally { lock.unlock(); // 确保锁被释放 } } public T getElement(int index) { // 读取操作可能不需要锁,取决于你的业务逻辑和一致性要求 // 如果需要严格一致性,这里也需要加锁 lock.lock(); try { return list.get(index); } finally { lock.unlock(); } } // ... 其他方法 }
这种方式虽然增加了代码的复杂性,但它能让你根据实际需求进行优化,避免不必要的锁竞争。
选择哪种方案取决于你的具体需求:是需要简单的线程安全包装,还是需要高并发读,亦或是需要极细粒度的控制。在大多数情况下,
Collections.synchronizedList
CopyOnWriteArrayList
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