1. ArrayList和LinkedList都实现了List接口,核心区别在于ArrayList是动态数组的数据结构,LinkedList是链表的数据结构。数组和链表的本质区别在于,数组在逻辑内存上的存储是连续的,而链表是非连续的,每一个节点通过指针指向下一个节点,数组和链表的所有性能上的不同都是由这一点造成的。

Q:数组在物理内存上的空间也是连续的吗?
A:不,进程有自己虚拟内存,通过页表和物理内存形成映射,程序并不能也不需要知道自己用的到底是物理内存的哪些部分。

  1. ArrayList和LinkedList操作效率上的差别,ArrayList进行get和set操作时的效率更高,可以直接通过下标随机查找,效率为O(1),LinkedList则需要从头结点开始不断访问下一个节点查找,效率为O(n)。LinkedList进行remove和add操作时效率更高,因为ArrayList在操作之后还需要对其它元素进行复制/移动的额外操作。

  2. ArrayList的扩容机制,本质上是把当前数组复制到一个更大的数组中去,ArrayList的初始默认大小为10,每次扩容后的大小为newCapacity = oldCapacity + oldCapacity>>1; 所有新的容量为旧容量的1.5倍。而LinkedList本就是动态大小,也就没有扩容一说了。

4.ArrayList和LinkedList都不是线程安全的数据结构。ArrayList的线程不安全性主要在于add方法并不是一个原子操作。ArrayList的add方法分为两步,第一步为判断是否还有空间,如果没有了则先扩容,第二步才是加入新元素。现在如果有A和B两个线程各自想要添加一个元素,而ArrayList当前容量为9/10。假如A线程先执行完第一步发现不需要扩容,此时B线程也执行第一步发现也不需要扩容,于是B线程执行第二步将元素放入了ArrayList,这时A线程再执行第二步时数组实际上已经没有空间了,此时就会报错。LinkedList也没有任何维护线程安全的措施,同样也不是线程安全的数据结构。

Q: ArrayList有没有类似的线程安全的数据结构?
A:同样实现了List结构的Vector内部方法都用了Synchronized关键字进行修饰,是线程安全的,另外还有CopyOnWriteArraylist。COW的核心思想是,如果有多个调用者(Callers)同时要求相同的资源(如内存或者是磁盘上的数据存储),他们会共同获取相同的指针指向相同的资源,直到某个调用者视图修改资源内容时,系统才会真正复制一份专用副本(private copy)给该调用者,而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的(transparently)。此做法主要的优点是如果调用者没有修改资源,就不会有副本(private copy)被创建,因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。CopyOnWriteArraylist只有在添加的时候会加锁,而读的时候是不加锁的,如果读的时候还有其他线程在添加数据,那他依旧会读到旧数据。

Q: ArrayList有没有类似的线程安全的数据结构?有没有类似的线程安全的数据结构?
A: 有用SynchronizedList,以及ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentLinkedQueue是用基于CAS的非阻塞队列实现的。