Java 集合源码分析：探索 Vector 和 Stack 的内部奥秘

见解分享

2023-12-29 07:28:31

在 Java 广博的集合框架中，Vector 和 Stack 扮演着至关重要的角色，它们以独特的优势处理有序元素集合。通过深入剖析其底层源码，我们将揭示这些数据结构的内部运作机制，了解它们在现代软件开发中的应用价值。

Vector：一个有序的可变列表

Vector 是一个可变长度的数组，它以按顺序访问的元素列表形式存储对象。它的设计目的是在单线程环境中高效地处理并发访问，使其非常适合在多线程应用程序中使用。

关键特性：

有序元素集合，按插入顺序检索
可变大小，动态调整容量以适应元素添加
支持快速随机访问和插入/删除操作
同步方法，确保在多线程环境中的线程安全

源码分析：

Vector 的核心数据结构是一个 Object[] 类型的数组。它包含一个容量字段来跟踪分配的元素数量，以及一个元素数量字段来指示实际存储的元素数量。

public class Vector<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {

    protected Object[] elementData;
    protected int elementCount;
    protected int capacityIncrement;

    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super();
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }
}

Stack：一个先进后出的数据结构

Stack 继承自 Vector，专门用于实现后入先出 (LIFO) 数据结构。与 Vector 相似，它也是一个有序集合，但只允许在栈顶进行插入和删除操作。

关键特性：

先进后出的元素顺序，后添加的元素首先弹出
支持 push（入栈）、pop（出栈）和 peek（查看栈顶）操作
可以限制栈的大小，防止内存溢出
由于继承了 Vector，因此具有线程安全特性

源码分析：

Stack 通过重写 Vector 的某些方法来实现 LIFO 行为，例如 push()、pop() 和 peek()。

public class Stack<E> extends Vector<E> {

    public Stack() {
        super();
    }

    public Stack(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity);
    }

    public Stack(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super(initialCapacity, capacityIncrement);
    }

    public E push(E item) {
        addElement(item);
        return item;
    }

    public synchronized E pop() {
        E obj;
        int len = size();

        obj = elementData[len - 1];
        elementData[len - 1] = null;
        elementCount--;
        return obj;
    }
}