자바 핵심 기술 의 jdk 소스 코드 폭로 (1)

오늘 자바 의 데이터 저장 구 조 를 소개 합 니 다.
collection 과 map
JDK 는 데이터 구조 에 대해 Collection 과 Map 을 포함 하여 자바 util 패키지 에 넣 고 conlection 은 List 와 Set 를 포함 하 며 주로 하나의 데이터 저장 에 사 용 됩 니 다. Map 은 HashMap, TreeMap, Hashtable 등 을 포함 하고 키 값 이 맞 는 데이터 저장 에 사 용 됩 니 다.
    List 인터페이스 에서 자주 사용 하 는 실현 클래스 는 Array List, LinkedList, Vector, Stack 등 을 포함한다.다음은 이러한 실현 류 의 구체 적 인 실현 과 주요 방법 을 소개 한다.
   ArrayList
  우선 그것 은 비 동기 적 이 며 중복 이 허용 된다.add, get, remove 등 방법 이 포함 되 어 있 습 니 다.원본 코드 는 다음 과 같 습 니 다.
package java.util;

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    //      
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    //   ArrayList      
    private transient Object[] elementData;

    // ArrayList        
    private int size;

    // ArrayList          。
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        //       
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    // ArrayList    。     10。
    public ArrayList() {
        this(10);
    }

    //       collection ArrayList
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }


    //          =      
    public void trimToSize() {
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        if (size < oldCapacity) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }


    //   ArrarList   。
    //  ArrayList               ,       =“(    x3)/2 + 1”
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        //  “     ”+1
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        //                  ,       =“(    x3)/2 + 1”
        if (minCapacity > oldCapacity) {
            Object oldData[] = elementData;
            int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
            if (newCapacity < minCapacity)
                newCapacity = minCapacity;
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
        }
    }

    //     e
    public boolean add(E e) {
        //   ArrayList     
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!
        //   e ArrayList 
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    //   ArrayList     
    public int size() {
        return size;
    }

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

    //   ArrayList    
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    //     ,        
    public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
            } else {
                for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
            }
            return -1;
        }

        //     ,        
        public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
        }
        return -1;
    }

    //     (          ),    (o)    
    public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
        }
        return -1;
    }
 

    //   ArrayList Object  
    public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

    //   ArrayList     。      ,    T         
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        //    a    < ArrayList     ;
        //      T[]  ,     “ArrayList     ”,  “ArrayList”         
        if (a.length < size)
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());

        //    a    >= ArrayList     ;
        //   ArrayList           a 。
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
        if (a.length > size)
            a[size] = null;
        return a;
    }

    //   index      
    public E get(int index) {
        RangeCheck(index);

        return (E) elementData[index];
    }

    //   index     element
    public E set(int index, E element) {
        RangeCheck(index);

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

    //  e   ArrayList     
    public void add(int index, E element) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(
            "Index: "+index+", Size: "+size);

        ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
             size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

    //   ArrayList       
    public E remove(int index) {
        RangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = (E) elementData[index];

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

        return oldValue;
    }

    //   ArrayList     
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
                for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }


    //      index   
    private void fastRemove(int index) {
        modCount++;
        int numMoved = size - index - 1;
        //  "index+1"  ,             。
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        //          null
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work
    }

    //     
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
            return true;
            }
        } else {
            //   ArrayList,  “  o”,   ,   true。
            for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
            return true;
            }
        }
        return false;
    }

    //   ArrayList,        null
    public void clear() {
        modCount++;

        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;

        size = 0;
    }

    //    c   ArrayList 
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    //  index    ,   c   ArrayList
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(
            "Index: " + index + ", Size: " + size);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount

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

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

    //   fromIndex toIndex       。
    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
    modCount++;
    int numMoved = size - toIndex;
        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
                         numMoved);

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

    private void RangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(
        "Index: "+index+", Size: "+size);
    }


    //     
    public Object clone() {
        try {
            ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
            //    ArrayList        v 
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError();
        }
    }


    // java.io.Serializable     
    //  ArrayList “  ,      ”        
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();

        //   “     ”
        s.writeInt(elementData.length);

    //   “        ”
    for (int i=0; i<size; i++)
            s.writeObject(elementData[i]);

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

    }


    // java.io.Serializable     :        
    //   ArrayList “  ”  ,   “      ”  
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // Read in size, and any hidden stuff
        s.defaultReadObject();

        //        ArrayList “  ”
        int arrayLength = s.readInt();
        Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];

        //       “      ”  
        for (int i=0; i<size; i++)
            a[i] = s.readObject();
    }
}

원본 코드 를 통 해 알 수 있 듯 이 그 는 Object 배열 을 초기 화 했 습 니 다. 이 배열 의 크기 는 처음에 10 으로 초기 화 되 었 습 니 다. 왜 10 인지 잘 모 르 겠 습 니 다. 작가 의 행운 의 숫자 일 수도 있 습 니 다. 이 배열 의 크기 는 동태 적 입 니 다. 우리 가 add 방법 으로 요 소 를 추가 한 후에 먼저 판단 할 것 입 니 다. 만약 에 배열 의 크기 가 현재 배열 의 크기 보다 작 으 면 + 1.그러면 object 배열 을 다시 만 듭 니 다. 이 배열 의 크기 는 현재 배열 크기 * 1.5 + 1 입 니 다.이 클래스 에 포 함 된 것 은 일부 배열 의 조작 입 니 다. 세심 하면 Array. copyof () 를 발견 할 수 있 습 니 다. 이 배열 에 관 한 복사 방법 은 맨 밑 에 system. array copy () 입 니 다. array copy 의 구체 적 인 실현 은 jni 를 호출 하 는 것 입 니 다. 즉, dll 을 호출 하 는 것 입 니 다. dll 내부 가 어떻게 실현 되 는 지 는 C + 에 달 려 있 습 니 다.
소스 코드 를 통 해 우 리 는 기본적으로 그의 상용 사용 방법 과 그의 내부 의 구체 적 인 실현 을 익 혔 다.앞으로 우리 가 그의 방법 을 사용 할 때 마음속 에 도 자신 이 있다. 우 리 는 스스로 그의 add, remove, get, contains, size, indexof 등 방법 을 실현 할 수 있다.
LinkLIst
다음은 링크 리스트 의 구체 적 인 소스 코드 실현 을 살 펴 보 겠 습 니 다.

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