PRELOADER

当前文章 : 《Vector源码解析》

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package java.util;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.StreamCorruptedException;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.UnaryOperator;
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
//这就是存储数据的数组,这是一个动态的数组
protected Object[] elementData;

//当前元素的个数
protected int elementCount;

//容量增长系数,扩容时使用,默认为0,扩容为原来的二倍
protected int capacityIncrement;

// Vector的序列版本号
private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;

//指定数组的初始化大小,和增长系数。容量不能小于0
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}

//指定容量,增长系数未 0
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}

//采用默认 容量 10 增长系数为 0
public Vector() {
this(10);
}

//使用另一个集合构造改集合
public Vector(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
elementCount = elementData.length;
// c.toArray可能(错误地)不返回Object [],那就用copyOf再转换一次
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
}


//这时将Vector中的所有数据都拷贝到anArray中去
public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {
System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);
}

//缩小当前数组的容量,为当前数组中元素的个数
public synchronized void trimToSize() {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
if (elementCount < oldCapacity) {
//使用Arrays.copyOf方法将数据中的元素copy到新数组中
elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
}
}


//如有必要,增加当前数组的容量,以确保至少可以保存minCapacity容量参数指定的元素个数
public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity > 0) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(minCapacity);
}
}


/**
* 和上面方法的功能一样,这么做的原因是这是一个内部使用的方法,使用就没有必要去同步,这样的好处就是可用
* 降低同步所带来的开销
*/
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}

//当前数组的最大容量,其实扩容可用扩容到 Integer.MAX_VALUE往下面看就知道了
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

//Vectory的扩容方法,嗯,看看它的扩容机制吧
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
//★★★★★新的数组长度 = 旧数组长度 + 增长系数大于0加增长系数 否则 + 旧数组长度
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
//★★★☆☆如果计算后还不够就 = 最小扩容数
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//如果大于最大扩容数
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
/**
* hugeCapacity 返回 嗯嗯从这我们可用看出最大看扩容量位Integer.MAX_VALUE
* (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
*
*/
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}


private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}

//设置当前数组的元素个数,如果小于当前元素的个数
//那么就将多出来的元素置空,如果大于数组扩容
public synchronized void setSize(int newSize) {
modCount++;
if (newSize > elementCount) {
ensureCapacityHelper(newSize);
} else {
for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {
elementData[i] = null;
}
}
elementCount = newSize;
}

//当前数组的大小
public synchronized int capacity() {
return elementData.length;
}
//元素个数
public synchronized int size() {
return elementCount;
}

//是否为空
public synchronized boolean isEmpty() {
return elementCount == 0;
}


//返回“Vector中全部元素对应的Enumeration(枚举)
public Enumeration<E> elements() {
//通过匿名类实现 Enumeration 接口
return new Enumeration<E>() {
int count = 0;

public boolean hasMoreElements() {
return count < elementCount;
}

public E nextElement() {
synchronized (Vector.this) {
if (count < elementCount) {
return elementData(count++);
}
}
throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");
}
};
}

//是否包含指定元素
public boolean contains(Object o) {
//从顶一位开始查找 通过 >= 0 判断是否包含
return indexOf(o, 0) >= 0;
}

//返回指定元素在数组中的位置
public int indexOf(Object o) {
return indexOf(o, 0);
}

//指定元素 开始位置 返回该元素在数组中的下标
public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
//判断以下是否位空,为空 用 == 不位空用 equals
if (o == null) {
//循环查找,找到返回
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
//如果每找到返回状态码 -1
return -1;
}

//从后往前找,元素在数组中的位置。重最后一个元素开始找起
public synchronized int lastIndexOf(Object o) {
return lastIndexOf(o, elementCount-1);
}

//指定查找元素和查找起始位置。从后往前找
public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {
if (index >= elementCount)
throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);

if (o == null) {
//就是倒着循环判断
for (int i = index; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = index; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
//找不到一样返回状态码 -1
return -1;
}

//返回指定下标处的元素
public synchronized E elementAt(int index) {
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
}

return elementData(index);
}

//返回第一个元素
public synchronized E firstElement() {
if (elementCount == 0) {
throw new NoSuchElementException();
}
return elementData(0);
}

//返回最后一个元素
public synchronized E lastElement() {
if (elementCount == 0) {
throw new NoSuchElementException();
}
return elementData(elementCount - 1);
}

//修改指定位置的元素
public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
elementData[index] = obj;
}

//移除指定位置的元素
public synchronized void removeElementAt(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
else if (index < 0) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
}
//j 是删除元素在数组中的位置
int j = elementCount - index - 1;
if (j > 0) {
//★★★★☆移动数组位置:新数组位置 = 原数组移除元素的后一位都通过copy向前移动一位
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
}
elementCount--;
//copy会多出来一位(最后的位置),设置位null 让gc做它的工作
elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
}

//指定位置插入元素
public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
modCount++;
if (index > elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
//是否需要扩容
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
//★★★★☆通过arraycopy方法在插入位置向后移动以为,方便元素插入
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = obj;
elementCount++;
}

//添加元素
public synchronized void addElement(E obj) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = obj;
}

//移除元素
public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
modCount++;
//通过 indexOf获取在数组中的位置
int i = indexOf(obj);
if (i >= 0) {
removeElementAt(i);
return true;
}
return false;
}

//删除当前数组中的所有元素
public synchronized void removeAllElements() {
modCount++;
//让gc做它的工作
for (int i = 0; i < elementCount; i++)
elementData[i] = null;

elementCount = 0;
}

//克隆函数
public synchronized Object clone() {
try {
@SuppressWarnings("unchecked")
Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();
//将当前Vector的全部元素拷贝到v中
v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
v.modCount = 0;
return v;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// this shouldn't happen, since we are Cloneable
throw new InternalError(e);
}
}

//返回存有当前集合所有元素引用的数组
public synchronized Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
}

// 返回Vector的模板数组。所谓模板数组,即可以将T设为任意的数据类型
@SuppressWarnings("unchecked")
public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {
//如果a的大小小于当前元素的个数 那么就建立新的数组返回
//如果a的大小大于或等于当前元素的大小就将元素copy到a数组中去
if (a.length < elementCount)
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());

System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);

if (a.length > elementCount)
a[elementCount] = null;

return a;
}

//返回指定位置的元素 这个是内部使用 不加锁,但加锁的那个方法
//也是调用此方法。看下面的get方法就指定了
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}

//加锁了
public synchronized E get(int index) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

return elementData(index);
}


//修改指定位置的元素
public synchronized E set(int index, E element) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}

//添加元素
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}

//移除匹配元素
public boolean remove(Object o) {
return removeElement(o);
}

//指定位置添加元素
public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}

//指定位置移除元素 并返回被移除的元素
public synchronized E remove(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
E oldValue = elementData(index);

int numMoved = elementCount - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work

return oldValue;
}

//清空集合当前的所有数据
public void clear() {
removeAllElements();
}



//如果此Vector包含指定Collection中的所有元素,则返回true
public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {
return super.containsAll(c);
}

//将指定集合的所有数据都添加进当前集合
public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
modCount++;
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);
elementCount += numNew;
return numNew != 0;
}


//当前Vectory中包含指定集合中的元素通通移除掉
public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {
return super.removeAll(c);
}


//删除“非集合c中的元素”
public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c) {
return super.retainAll(c);
}

// 从index位置开始,将集合c中所有元素添加到Vector中
public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
modCount++;
if (index < 0 || index > elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);

int numMoved = elementCount - index;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);

System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
elementCount += numNew;
return numNew != 0;
}

//Vector的equals实现,就是调用父类AbstractList的equals方法
public synchronized boolean equals(Object o) {
return super.equals(o);
}

//hashCode码
public synchronized int hashCode() {
return super.hashCode();
}

//将当前对象转换位字符串
public synchronized String toString() {
return super.toString();
}

//获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集
public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex),
this);
}

//移除Vectory中 fromIndex 到 toIndex位置上的所有元素
protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
modCount++;
int numMoved = elementCount - toIndex;
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
numMoved);

// Let gc do its work
int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);
while (elementCount != newElementCount)
elementData[--elementCount] = null;
}

//序列化的写入函数
private void readObject(ObjectInputStream in)
throws IOException, ClassNotFoundException {
ObjectInputStream.GetField gfields = in.readFields();
int count = gfields.get("elementCount", 0);
Object[] data = (Object[])gfields.get("elementData", null);
if (count < 0 || data == null || count > data.length) {
throw new StreamCorruptedException("Inconsistent vector internals");
}
elementCount = count;
elementData = data.clone();
}

//序列的
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
final java.io.ObjectOutputStream.PutField fields = s.putFields();
final Object[] data;
synchronized (this) {
fields.put("capacityIncrement", capacityIncrement);
fields.put("elementCount", elementCount);
data = elementData.clone();
}
fields.put("elementData", data);
s.writeFields();
}

///这是返回ListIterator迭代器的方法,指定迭代的开始位置
public synchronized ListIterator<E> listIterator(int index) {
if (index < 0 || index > elementCount)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
return new ListItr(index);
}

//开始位置位 0 定死
public synchronized ListIterator<E> listIterator() {
return new ListItr(0);
}

//这是返回iterator迭代器
public synchronized Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}

/**
* AbstractList.Itr的优化版本 的迭代器实现类
*/
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; //要返回的下一个元素的索引
int lastRet = -1; // 返回最后一个元素的索引; -1如果没有,
int expectedModCount = modCount;

//是否还有下一位
public boolean hasNext() {
return cursor != elementCount;
}

//返回下一位
public E next() {
synchronized (Vector.this) {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= elementCount)
throw new NoSuchElementException();
cursor = i + 1;
return elementData(lastRet = i);
}
}


//移除当前所在光标的元素
public void remove() {
if (lastRet == -1)
throw new IllegalStateException();
synchronized (Vector.this) {
checkForComodification();
Vector.this.remove(lastRet);
expectedModCount = modCount;
}
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
}

//这是jdk 1.8新增加的方法,重当前迭代位置开始 每个元素都执行 action的指定操作
@Override
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
synchronized (Vector.this) {
final int size = elementCount;
int i = cursor;
if (i >= size) {
return;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
final E[] elementData = (E[]) Vector.this.elementData;
if (i >= elementData.length) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
//循环执行指定操作
while (i != size && modCount == expectedModCount) {
action.accept(elementData[i++]);
}
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();
}
}

final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}

/**
* AbstractList.ListItr的优化版本 ListIterator 实现
*/
final class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
//指定当前迭代的下一个位置的构造
ListItr(int index) {
super();
cursor = index;
}

//是否还有上一位
public boolean hasPrevious() {
return cursor != 0;
}

//下一位在数组中的下标
public int nextIndex() {
return cursor;
}

//上一位在数组中的下标
public int previousIndex() {
return cursor - 1;
}

//返回上以为,并移动光标
public E previous() {
synchronized (Vector.this) {
checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if (i < 0)
throw new NoSuchElementException();
cursor = i;
return elementData(lastRet = i);
}
}


//修改当前迭代位置的值
public void set(E e) {
if (lastRet == -1)
throw new IllegalStateException();
synchronized (Vector.this) {
checkForComodification();
Vector.this.set(lastRet, e);
}
}

//在当前迭代位置插入元素
public void add(E e) {
int i = cursor;
synchronized (Vector.this) {
checkForComodification();
Vector.this.add(i, e);
expectedModCount = modCount;
}
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
}
}


//遍历执行 action 方法
@Override
public synchronized void forEach(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
final int expectedModCount = modCount;
@SuppressWarnings("unchecked")
final E[] elementData = (E[]) this.elementData;
final int elementCount = this.elementCount;
for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < elementCount; i++) {
action.accept(elementData[i]);
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}

@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public synchronized boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
Objects.requireNonNull(filter);
// figure out which elements are to be removed
// any exception thrown from the filter predicate at this stage
// will leave the collection unmodified
int removeCount = 0;
final int size = elementCount;
final BitSet removeSet = new BitSet(size);
final int expectedModCount = modCount;
for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
@SuppressWarnings("unchecked")
final E element = (E) elementData[i];
if (filter.test(element)) {
removeSet.set(i);
removeCount++;
}
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}

// 移位幸存元素留在被移除元素留下的空间
final boolean anyToRemove = removeCount > 0;
if (anyToRemove) {
final int newSize = size - removeCount;
for (int i=0, j=0; (i < size) && (j < newSize); i++, j++) {
i = removeSet.nextClearBit(i);
elementData[j] = elementData[i];
}
for (int k=newSize; k < size; k++) {
elementData[k] = null; // Let gc do its work
}
elementCount = newSize;
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}

return anyToRemove;
}

@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
//循环遍历 将执行operator返回的元素替换当前元素
public synchronized void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
Objects.requireNonNull(operator);
final int expectedModCount = modCount;
final int size = elementCount;
for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
elementData[i] = operator.apply((E) elementData[i]);
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}

@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
//这是给当前的数据进行排序的方法 Comparator 定义了排序的规则
public synchronized void sort(Comparator<? super E> c) {
final int expectedModCount = modCount;
Arrays.sort((E[]) elementData, 0, elementCount, c);
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}

//当前数据中创建Spliterator
@Override
public Spliterator<E> spliterator() {
return new VectorSpliterator<>(this, null, 0, -1, 0);
}

//与ArrayList Spliterator类似
static final class VectorSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
private final Vector<E> list;
private Object[] array;
private int index; // 当前指数,在提前/拆分时修改
private int fence; // -1直到使用;然后是最后一个索引
private int expectedModCount; //栅栏设置时初始化

/** 创建覆盖给定范围的新分裂器*/
VectorSpliterator(Vector<E> list, Object[] array, int origin, int fence,
int expectedModCount) {
this.list = list;
this.array = array;
this.index = origin;
this.fence = fence;
this.expectedModCount = expectedModCount;
}

private int getFence() { // 首次使用时初始化 返回数组的元素个数
int hi;
if ((hi = fence) < 0) {
synchronized(list) {
array = list.elementData;
expectedModCount = list.modCount;
//hi就等于 = list.elementCount 元素个数
hi = fence = list.elementCount;
}
}
return hi;
}

//重当前对象再分割一个 Spliterator
public Spliterator<E> trySplit() {
// hi = list.elementCount
int hi = getFence(),
lo = index,
//(lo + hi) / 2
mid = (lo + hi) >>> 1;
//看看是否还能拆分出一个 Spliterator 如果拆分不了返回null
return (lo >= mid) ? null :
new VectorSpliterator<E>(list, array, lo, index = mid,
expectedModCount);
}

@SuppressWarnings("unchecked")
//将index + 1位执行 action定义的方法 这是jdk 1.8函数编程所提供出来的
public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
int i;
if (action == null)
throw new NullPointerException();
if (getFence() > (i = index)) {
index = i + 1;
action.accept((E)array[i]);
if (list.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
return true;
}
return false;
}

@SuppressWarnings("unchecked")
//使用函数式编程 循环数组执行 actioin
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
int i, hi; // 提升从循环访问和检查
Vector<E> lst;
Object[] a;
if (action == null)
throw new NullPointerException();
if ((lst = list) != null) {
if ((hi = fence) < 0) {
synchronized(lst) {
expectedModCount = lst.modCount;
a = array = lst.elementData;
hi = fence = lst.elementCount;
}
}
else
a = array;
if (a != null && (i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) {
//循环执行
while (i < hi)
action.accept((E) a[i++]);
if (lst.modCount == expectedModCount)
return;
}
}
throw new ConcurrentModificationException();
}


//计算当前位置到末尾还有多少个元素
public long estimateSize() {
return (long) (getFence() - index);
}


public int characteristics() {
return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
}
}
}