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1.arraylist线程安全吗（java中list线程为何不安全）
2.如何自己实现一个简单的ArrayList
3.ArrayList（详细讲解）
4.List LinkedList HashSet HashMap底层原理剖析
5.java中Arraylist是源码t源干什么的？怎么用？
6.深入学习Java|List下标越界源码分析

arraylist线程安全吗（java中list线程为何不安全）

         首先说一下什么是线程不安全：线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，详解当一个线程访问该类的源码t源某个数据时，进行保护，详解其他线程不能进行访问直到该线程读取完，源码t源其他线程才可使用。详解Web源码 CTF不会出现数据不一致或者数据污染。源码t源线程不安全就是详解不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的源码t源数据是脏数据。

          如图，详解List接口下面有两个实现，源码t源一个是详解ArrayList，另外一个是源码t源vector。 从源码的详解角度来看，因为Vector的源码t源方法前加了，synchronized 关键字，也就是同步的意思，sun公司希望Vector是线程安全的，而希望arraylist是高效的，缺点就是另外的优点。

          说下原理（百度的，很好理解）： 一个 ArrayList ，在添加一个元素的时候，它可能会有两步来完成：1。 在 Items[Size] 的位置存放此元素；2。 增大 Size 的源码在线检查后门值。在单线程运行的情况下，如果 Size = 0，添加一个元素后，此元素在位置 0，而且 Size=1；而如果是在多线程情况下，比如有两个线程，线程 A 先将元素存放在位置 0。

         但是此时 CPU 调度线程A暂停，线程 B 得到运行的机会。线程B也向此 ArrayList 添加元素，因为此时 Size 仍然等于 0 （注意哦，我们假设的是添加一个元素是要两个步骤哦，而线程A仅仅完成了步骤1），所以线程B也将元素存放在位置0。

         然后线程A和线程B都继续运行，都增加 Size 的值。那好，现在我们来看看 ArrayList 的情况，元素实际上只有一个，存放在位置 0，而 Size 却等于 2。这就是“线程不安全”了。示例程序：。

如何自己实现一个简单的ArrayList

       ArrayList是Java集合框架中一个经典的实现类。他比起常用的数组而言，明显的优点在于，可以随意的添加和删除元素而不需考虑数组的大小。

       å®žçŽ°ä¸€ä¸ªç®€å•çš„ArrayList，实现的过程：

       å®žçŽ°çš„ArrayList主要的功能如下：

       é»˜è®¤æž„造器和一个参数的有参构造器

       add方法

       get方法

       indexOf方法

       contains方法

       size方法

       isEmpty方法

       remove方法

       è¿™ä¸ªç®€å•çš„ArrayListç±» 取名为SimpleArrayList，全部的代码查看SimpleArrayList代码

       æž„造器

       æºç ArrayList一共有三个构造器，一个无参构造器，一个参数为int型有参构造器，一个参数为Collection型的有参构造器。参数为Collection型的构造器用来实现将其他继承Collection类的容器类转换成ArrayList。SimpleArrayList类因为还没有手动实现其他的容器类，所以实现的构造方法只有2个。代码如下：

   public SimpleArrayList(){        this(DEFAULT_CAPACITY);

          }    public SimpleArrayList(int size){        if (size < 0){            throw new IllegalArgumentException("默认的大小" + size);

              }else{

                  elementData = new Object[size];

              }

          }

       æ— å‚构造器中的 DEFAULT_CAPACITY是定义的私有变量，默认值是，用来创建一个大小为的数组。有参构造器中，int参数是用来生成一个指定大小的Object数组。将创建好的数组传给elementData。elementData是真正的用来存储元素的数组。

       add方法

       add 方法用来往容器中添加元素，add方法有两个重载方法，一个是add(E e),另一个是add(int index, E e)。add本身很简单，但是要处理动态数组，即数组大小不满足的时候，扩大数组的内存。具体的代码如下：

   public void add(E e){

              isCapacityEnough(size + 1);

              elementData[size++] = e;

          }

       æ–¹æ³•isCapacityEnough就是来判断是否需要扩容，传入的参数就是最小的扩容空间。因为add一个元素，所以最小的扩容空间，即新的长度是所有元素+ 1。这里的size就是真正的元素个数。

  private void isCapacityEnough(int size){        if (size > DEFAULT_CAPACITY){

                  explicitCapacity(size);

              }       if (size < 0){            throw new OutOfMemoryError();

              }

          }

       åˆ¤æ–­æ‰©å®¹çš„方法也很简单，判断需要扩容的空间是不是比默认的空间大。如果需要的空间比默认的空间大，就调用explicitCapacity进行扩容。这里有个size小于0的判断，出现size小于0主要是因为当size超过Integer.MAX_VALUE就会变成负数。

   private final static int MAX_ARRAY_LENGTH = Integer.MAX_VALUE - 8;    private void explicitCapacity(int capacity){        int newLength = elementData.length * 2;        if (newLength - capacity < 0){

                  newLength = capacity;

              }        if (newLength > (MAX_ARRAY_LENGTH)){

                  newLength = (capacity > MAX_ARRAY_LENGTH ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_LENGTH);

              }

              elementData = Arrays.copyOf(elementData, newLength);

          }

       ä¸Šé¢çš„代码是扩容的代码，首先，定义一个数组最大的容量的常量为最大值，这个值按照官方的源码中的解释是要有些VM保留了数组的头部信息在数组中，因此实际存放数据的大小就是整数的最大值 - 8

       ç„¶åŽè®¾å®šä¸€ä¸ªè¦æ‰©å®¹çš„数组的大小，虽然上面说了有一个扩容空间的值 size + 1 ，这个是实际我们最小需要扩容的大小。但为了继续增加元素，而不频繁的扩容，因此一次性的申请多一些的扩容空间。这里newLength 打算申请为 数组长度的2倍，然后去判断这个长度是否满足需要的扩容空间的值。 即有了后续的两段代码

     if (newLength - capacity < 0){            newLength = capacity;

            }      if (newLength > (MAX_ARRAY_LENGTH)){            newLength = (capacity > MAX_ARRAY_LENGTH ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_LENGTH);

            }

       å¦‚æžœ2倍的长度仍然不满足，则申请到需要的扩容长度。在我们只增加一个元素的情况下，这个判断是永远不会生效的，但是如果有addAll方法，则增加的元素很多，就要导致一次申请2倍的长度是不够的。第二个判断是判断newLength的长度如果超过上面定义的数组最大长度则判断要需要的扩容空间是否大于数组最大长度，如果大于则newLength为 MAX_VALUE ，否则为 MAX_ARRAY_LENGTH。

       æœ€åŽï¼ŒçœŸæ­£å®žçŽ°æ•°ç»„扩容到设定长度的方法就没意思了，调用Arrays.copyOf(elementData, newLength)得到一个扩容后的数组。

       add的另一个重载方法也很简单。

  public void add(int index, E e) {

             //判断是不是越界

              checkRangeForAdd(index);

              //判断需不需要扩容

              isCapacityEnough(size + 1);

              //将index的元素及以后的元素向后移一位

              System.arraycopy(elementData,index,elementData,index + 1,size - index);

              //将index下标的值设为e

              elementData[index] = e;        size++;

          }

          private void checkRangeForAdd(int index){        //这里index = size是被允许的，即支持头，中间，尾部插入

              if (index < 0 || index > size){            throw new IndexOutOfBoundsException("指定的index超过界限");

              }

          }

       è‡³æ­¤ï¼Œä¸€ä¸ªç®€å•çš„add方法就实现完了。

       get方法

       get方法用来得到容器中指定下标的元素。方法实现比较简单，直接返回数组中指定下标的元素即可。

   private void checkRange(int index) {        if (index >= size || index < 0){

                  throw new IndexOutOfBoundsException("指定的index超过界限");

              }

          }    public E get(int index){

              checkRange(index);        return (E)elementData[index];

          }

       indexOf方法

       indexOf方法用来得到指定元素的下标。实现起来比较简单，需要判断传入的元素，代码如下：

   public int indexOf(Object o){        if (o != null) {            for (int i = 0 ; i < size ; i++){                if (elementData[i].equals(o)){                    return i;

                      }

                  }

              }else {            for (int i = 0 ; i < size ; i++){                if (elementData[i] == null) {                    return i;

                      }

                  }

              }        return -1;

          }

       åˆ¤æ–­ä¼ å…¥çš„元素是否为null，如果为null，则依次与null。如果不为空，则用equals依次比较。匹配成功就返回下标，匹配失败就返回-1。

       contains方法

       contains用来判断该容器中是否包含指定的元素。在有了indexOf方法的基础上，contains的实现就很简单了。

    public boolean contains(Object o){        return indexOf(o) >= 0;

           }

       size方法

       size方法用来得到容器类的元素个数，实现很简单，直接返回size的大小即可。

   public int size(){        return size;

          }

       isEmpty方法

       isEmpty方法用来判断容器是否为空，判断size方法的返回值是否为0即可。

   public boolean isEmpty(){        return size() == 0;

          }

       remove方法

       remove方法是用来对容器类的元素进行删除，与add一样，remove方法也有两个重载方法，分别是

       remove(Object o)和remove(int index)

    public E remove(int index) {

              E value = get(index);        int moveSize = size - index - 1;        if (moveSize > 0){

                  System.arraycopy(elementData,index + 1, elementData,index,size - index - 1);

              }

              elementData[--size] = null;        return value;

          }    

          public boolean remove(Object o){        if (contains(o)){

                  remove(indexOf(o));            return true;

              }else {            return false;

              }

          }

       ç¬¬ä¸€ä¸ªremove方法是核心方法，首先得到要删除的下标元素的值，然后判断index后面的要前移的元素的个数，如果个数大于零，则调用库方法，将index后面的元素向前移一位。最后elementData[--size] = null;缩减size大小，并将原最后一位置空。

       ç¬¬äºŒä¸ªremove方法不需要向第一个方法一样，需要告诉使用者要删除的下标对应的元素，只需要判断是否删除成功即可。如果要删除的元素在列表中，则删除成功，如果不在则失败。因此调用contains方法就可以判断是否要删除的元素在列表中。在则调用remove(int index),不在则返回失败。

ArrayList（详细讲解）

       ArrayList是Java中一种基于动态数组的实现，具有灵活容量扩展和快速随机访问的鲁班压缩源码解析能力。它继承自AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable和Serializable接口，适用于单线程场景。

       ArrayList作为顺序表，其操作如添加、删除、查找的平均时间复杂度为O(1)，支持通过索引快速访问元素。与Vector相比，ArrayList是非线程安全的，但在单线程程序中使用更为高效。核心源码中，System.arraycopy()和Arrays.copyOf()方法在数组复制时起到了关键作用，arraycopy()允许自定义目标数组，而copyOf()则自动创建新数组。

       ArrayList的扩容机制利用移位运算符，如oldCapacity >> 1，通过右移实现容量翻倍，提升效率。同时，需注意length属性用于操作数组，length()用于操作字符串，size()则适用于获取泛型集合元素数量。ArrayList内部包含Itr和ListItr两个迭代器类，前者支持基本的php掼蛋源码遍历，后者增加了更多操作，如修改和逆向遍历。

       以下是一些ArrayList的典型用法示例：

List LinkedList HashSet HashMap底层原理剖析

       ArrayList底层数据结构采用数组。数组在Java中连续存储，因此查询速度快，时间复杂度为O(1)，插入数据时可能会慢，特别是需要移动位置时，时间复杂度为O(N)，但末尾插入时时间复杂度为O(1)。数组需要固定长度，ArrayList默认长度为，最大长度为Integer.MAX_VALUE。在添加元素时，如果数组长度不足，则会进行扩容。JDK采用复制扩容法，通过增加数组容量来提升性能。若数组较大且知道所需存储数据量，可设置数组长度，或者指定最小长度。例如，设置最小长度时，扩容长度变为原有容量的1.5倍，从增加到。祠堂小程序源码

       LinkedList底层采用双向列表结构。链表存储为物理独立存储，因此插入操作的时间复杂度为O(1)，且无需扩容，也不涉及位置挪移。然而，查询操作的时间复杂度为O(N)。LinkedList的add和remove方法中，add默认添加到列表末尾，无需移动元素，相对更高效。而remove方法默认移除第一个元素，移除指定元素时则需要遍历查找，但与ArrayList相比，无需执行位置挪移。

       HashSet底层基于HashMap。HashMap在Java 1.7版本之前采用数组和链表结构，自1.8版本起，则采用数组、链表与红黑树的组合结构。在Java 1.7之前，链表使用头插法，但在高并发环境下可能会导致链表死循环。从Java 1.8开始，链表采用尾插法。在创建HashSet时，通常会设置一个默认的负载因子（默认值为0.），当数组的使用率达到总长度的%时，会进行数组扩容。HashMap的put方法和get方法的源码流程及详细逻辑可能较为复杂，涉及哈希算法、负载因子、扩容机制等核心概念。

java中Arraylist是干什么的？怎么用？

       java中的ArrayList就是传说中的动态数组，用MSDN中的说法，就是Array的复杂版本。

       它提供了如下一些好处：动态的增加和减少元素实现了ICollection和IList接口灵活的设置数组的大小 。

       ArrayList 的用法：

       ArrayList List = new ArrayList(); for( int

       i=0;i<;i++ ) //

       给数组增加个Int元素 List.Add(i); //..

       程序做一些处理

       List.RemoveAt(5);//

       将第6个元素移除 for( int i=0;i<3;i++ ) //

       再增加3个元素

       List.Add(i+); Int[] values =

       (Int[])List.ToArray(typeof(Int));//

       返回ArrayList包含的数组 。

扩展资料：

       Arraylist的定义：

       List 接口的大小可变数组的实现，位于API文档的java.util.ArrayList<E>。

       实现了所有可选列表操作，并允许包括 null 在内的所有元素。

       除了实现 List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。（此类大致上等同于 Vector 类，除了此类是不同步的。）

       size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作都以固定时间运行。

       add 操作以分摊的固定时间 运行，也就是说，添加 n 个元素需要 O(n) 时间。

       其他所有操作都以线性时间运行（大体上讲）。

       与用于 LinkedList 实现的常数因子相比，此实现的常数因子较低。

       每个 ArrayList 实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。

       它总是至少等于列表的大小。随着向 ArrayList 中不断添加元素，其容量也自动增长。

       并未指定增长策略的细节，因为这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单

       在添加大量元素前，应用程序可以使用

        ensureCapacity 操作来增加 ArrayList

       实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。

       注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个 ArrayList

       实例，而其中至少一个线程从结构上修改了列表，那么它必须 保持外部同步。

       （结构上的修改是指任何添加或删除一个或多个元素的操作，或者显式调整底层数组的大小；仅仅设置元素的值不是结构上的修改。）

       这一般通过对自然封装该列表的对象进行同步操作来完成。

       如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedList 方法将该列表“包装”起来。这最好在创建时完成，以防止意外对列表进行不同步的访问：

       List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));

       此类的 iterator 和 listIterator 方法返回的迭代器是快速失败的。

       在创建迭代器之后，除非通过迭代器自身的

        remove 方法从结构上对列表进行修改，否则在任何时间以任何方式对列表进行修改，迭代器都会抛出

       ConcurrentModificationException。

       因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。

       注意，迭代器的快速失败行为无法得到保证。

       因为一般来说，不可能对是否出现不同步并发修改做出任何硬性保证。快速失败迭代器会尽最大努力抛出

       ConcurrentModificationException。

       因此，为提高这类迭代器的正确性而编写一个依赖于此异常的程序是错误的做法：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测

        bug。

       

参考资料：

百度百科 ------ arraylist

深入学习Java|List下标越界源码分析

       理解Java中的数组与ArrayList，它们各自在数据访问时展现的不同特性是深入学习Java的重要一环。起初，我们可能会认为数组的越界异常只在数组长度超出时发生，而ArrayList无论是否为空，通过索引获取元素只会返回null。然而，实际上，ArrayList在处理越界情况时同样遵循特定规则，这与数组的异常机制存在微妙差异。

       当探究数组的越界行为时，我们发现，只要在数组的定义长度内，数组能够正常返回对应位置的值，而不会抛出异常。一旦尝试访问超出定义长度的元素，才会触发ArrayIndexOutOfBoundsException异常。

       对于ArrayList，其在内部维护一个动态增长的数组。即使ArrayList初始化了特定容量，当尝试获取超出当前元素数量的下标时，同样会抛出IndexOutOfBoundsException异常。这一点与数组的异常机制有所不同。在ArrayList的get方法源码中，可以清晰地看到，当获取的下标大于或等于当前元素数量时，会直接抛出异常。

       深入剖析ArrayList的实现，我们发现，尽管它在内部使用数组结构，但在逻辑上，其对元素的访问规则与数组并不完全一致。当获取的下标在数组容量范围内，ArrayList能够正常返回对应元素。然而，当获取的下标等于数组容量时，由于此时数组尚未扩展，尝试访问不存在的元素位置，会引发异常。

       有趣的是，即便在数组容量范围内，尝试访问数组或ArrayList中未赋值的位置，也会引发异常。例如，尝试访问数组或ArrayList中-1索引的元素，会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常，尽管这种行为在逻辑上与常规访问超出数组或列表范围的元素相似。

       源码的深入阅读不仅揭示了这些看似细微的差异，也展示了Java在设计中对异常处理的细致考虑。理解这些细节有助于我们更深入地掌握Java语言的特性和运行机制。如果有任何错误或需要更正的地方，欢迎指正。