jdk欣赏-ArrayList(2)

ArrayList中有两个转换为数组的方法，Object[] toArray()和<T> T[] toArray(T[] a)。

两个方法的唯一区别就是返回的数据类型不同，最终都是这个方法：

 public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
            ? (T[]) new Object[newLength]
            : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                         Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

因为前一篇说过，实际ArrayList中保存数据的是一个Object类型的数组，所以默认ArrayList转换成的数组就是Object类型。

ArrayList中还有一个比较常用的内部类SubList，利用方法：

public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
        return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
    }

获取一个当前ArrayList的类似于视图的SubList对象，从[fromIndex,toIndex）这么一个左闭右开的区间范围，对于原ArrayList和这个SubList的“non-structural changes”（非结构性改变）会互相影响，这里非结构性的改变指不改变大小。

如果这个SubList发生了结构性的变化，那么原ArrayList也会相应发生改变；如果原ArrayList发生了结构性变化，从语义上来说，SubList变成undefined。

从代码实现角度上来说，针对SubList的操作，都会先进行以此判断，比较当前SubList的修改次数与原ArrayList修改次数及modCount是否相同。如果不相同则会抛出ConcurrentModificationException异常。并且在针对SubList操作之后，都会同步修改原ArrayList的modCount值。

   private void checkForComodification() {
            if (ArrayList.this.modCount != this.modCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

所以在使用SubList时我们需要谨慎一些，尽量在只需要针对原ArrayList的部分进行操作时，使用SubList，并且注意不要修改原ArrayList大小。

从jdk1.8开始，对于ArrayList的遍历多了一种方式，其内部实际也是for循环遍历，只不过采用了函数编程的思想和写法。

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

在jdk1.8还新增加一个新特性，ArrayListSpliterator实现了Spliterator这个接口，也是1.8新增加的特性。

 在1.8中stream内部实现都会接受一个Spliterator参数，

default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }

接口Spliterator有如下几个方法：

当还有需要处理的元素时，那么对该元素使用action处理，并且返回true，否则返回false。

 boolean tryAdvance(Consumer<? super T> action);

对于剩下的元素遍历处理，实际调用tryAdvance方法，直到没有元素需要处理了，即tryAdvance返回false：

default void forEachRemaining(Consumer<? super T> action) {
        do { } while (tryAdvance(action));
    }

分解当前的迭代器，并且返回分解后的结果

Spliterator<T> trySplit();

主要是影响并发的线程数

long estimateSize();

获取当前迭代器的特性，不同特性会对以上方法有不同的影响，其中特性会有很多：

  int characteristics();

 public static final int ORDERED    = 0x00000010;

 public static final int DISTINCT   = 0x00000001;

 public static final int SORTED     = 0x00000004;

 public static final int SIZED      = 0x00000040;

public static final int NONNULL    = 0x00000100;

public static final int IMMUTABLE  = 0x00000400;

 public static final int CONCURRENT = 0x00001000;

  public static final int SUBSIZED = 0x00004000;

可以看出来，需要按位或，就可以得到其多有的特性。

我们学习一下ArrayList中是如何使用的，首先是分割迭代器：

public ArrayListSpliterator<E> trySplit() {
            int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
            return (lo >= mid) ? null : // divide range in half unless too small
                new ArrayListSpliterator<E>(list, lo, index = mid,
                                            expectedModCount);
        }

首先getFence会获取到迭代器分割的最高位置，lo为当前遍历的位置，mid为中间值，如果当前迭代器只有一个元素了，不再对其进行分割，否则等分为两部分。我们可以做一个测试。

 List<String> ls = Lists.newArrayList("1", "2", "3", "4", "5", "6");
    Spliterator<String> spliterator = ls.spliterator();
    Spliterator<String> a = spliterator.trySplit();
    Spliterator<String> b = a.trySplit();
    Spliterator<String> c = b.trySplit();
    spliterator.forEachRemaining(s -> System.out.print(s+" "));//4 5 6
    System.out.println("-------------------------");
    a.forEachRemaining(s -> System.out.print(s+" "));//2 3
    System.out.println("-------------------------");
    b.forEachRemaining(s -> System.out.print(s+" "));//1
    System.out.println("-------------------------");
    c.forEachRemaining(s -> System.out.print(s+" "));//NullPointerException

可以看到，迭代器b已经只有一个元素了，如果再继续进行切分会返回null。

计算fence的方法，初始化时fence=-1，则设置为当前ArrayList的大小，以后每次设置为了构造迭代器时的参数，即mid大小：

  private int getFence() { // initialize fence to size on first use
            int hi; // (a specialized variant appears in method forEach)
            ArrayList<E> lst;
            if ((hi = fence) < 0) {
                if ((lst = list) == null)
                    hi = fence = 0;
                else {
                    expectedModCount = lst.modCount;
                    hi = fence = lst.size;
                }
            }
            return hi;
        }

再看tryAdvance方法，就是先获取当前迭代器的最大位置，比较一下当前遍历的位置与fence大小，小于代表还有需要处理的元素，则对其执行action；否则代表没有需要处理的元素，返回false即可：

 public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
            if (action == null)
                throw new NullPointerException();
            int hi = getFence(), i = index;
            if (i < hi) {
                index = i + 1;
                @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E)list.elementData[i];
                action.accept(e);
                if (list.modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                return true;
            }
            return false;
        }

最后是forEachRemaining方法，这里没有采用默认的循环调用tryAdvance方法，而是自己遍历内部元素，进行处理：

public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            int i, hi, mc; // hoist accesses and checks from loop
            ArrayList<E> lst; Object[] a;
            if (action == null)
                throw new NullPointerException();
            if ((lst = list) != null && (a = lst.elementData) != null) {
                if ((hi = fence) < 0) {
                    mc = lst.modCount;
                    hi = lst.size;
                }
                else
                    mc = expectedModCount;
                if ((i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) {
                    for (; i < hi; ++i) {
                        @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) a[i];
                        action.accept(e);
                    }
                    if (lst.modCount == mc)
                        return;
                }
            }
            throw new ConcurrentModificationException();
        }

最后再打断点调试一下，具体内部是如何工作的。调试内容就不再写了。

未完待续......