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Java高频面试之集合-07

hello啊,各位观众姥爷们!!!本baby今天来报道了!哈哈哈哈哈嗝🐶

面试官:ArrayList 和 Vector 的区别是什么?


ArrayList 与 Vector 的区别详解

ArrayListVector 都是 Java 中基于动态数组实现的 List 接口的实现类,但它们在设计、性能和线程安全性上有显著差异。以下是两者的核心区别:


1. 线程安全性
特性ArrayListVector
线程安全非线程安全(方法未同步)线程安全(方法通过 synchronized 同步)
适用场景单线程环境,性能优先多线程环境(但实际开发中不推荐)

示例对比

// ArrayList(非线程安全)
List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("A"); // 多线程并发 add() 可能导致数据覆盖或异常// Vector(线程安全)
List<String> vector = new Vector<>();
vector.add("A");    // 内部使用 synchronized 同步,保证线程安全

2. 扩容机制
特性ArrayListVector
默认容量1010
扩容公式1.5 倍newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)2 倍newCapacity = oldCapacity * 2
性能影响内存利用率较高,但扩容次数可能较多扩容次数较少,但内存浪费较多

代码示例

// ArrayList 扩容逻辑
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// Vector 扩容逻辑(可自定义增长因子)
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);

3. 性能差异
操作ArrayListVector
单线程读写更快(无同步开销)较慢(同步方法导致性能损耗)
多线程读写需手动同步(如使用 Collections.synchronizedList自动同步,但锁竞争可能成为瓶颈

基准测试示例(单线程添加 100 万元素):

// ArrayList 耗时 ≈ 50ms
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) {list.add(i);
}// Vector 耗时 ≈ 150ms(因同步开销)
List<Integer> vector = new Vector<>();
for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) {vector.add(i);
}

4. 历史与设计
特性ArrayListVector
引入版本JDK 1.2(集合框架的一部分)JDK 1.0(遗留类)
设计目标替代 Vector,优化单线程性能早期多线程支持
方法扩展支持现代集合操作(如 forEach保留旧方法(如 addElement

5. 迭代器行为
特性ArrayListVector
迭代器快速失败(Fail-Fast)快速失败(Fail-Fast)
同步要求多线程迭代需手动同步自动同步(但迭代仍需外部同步)

示例

// ArrayList 迭代需手动同步
List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
synchronized (list) {Iterator<String> it = list.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next());}
}// Vector 迭代仍需同步(避免 ConcurrentModificationException)
Vector<String> vector = new Vector<>();
synchronized (vector) {Iterator<String> it = vector.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next());}
}

总结与选型建议

  1. 单线程环境
    • 优先使用 ArrayList(性能更高,内存更优)。
  2. 多线程环境
    • 避免使用 Vector(性能差,锁粒度粗)。
    • 替代方案:
      • Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())(灵活控制同步范围)。
      • CopyOnWriteArrayList(读多写少场景)。
  3. 历史代码兼容
    • 仅在维护旧系统时使用 Vector。

为什么 Vector 已被弃用?

  • 锁粒度过大:所有方法同步导致高并发时性能差。
  • 功能冗余:现代集合框架(如 java.util.concurrent)提供更高效的线程安全类。
  • 设计陈旧:未充分利用现代 JVM 优化(如 CAS 操作)。

代码示例:替代 Vector 的方案

// 方案1:使用同步包装类
List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());// 方案2:使用并发集合类
CopyOnWriteArrayList<String> cowList = new CopyOnWriteArrayList<>();

结论ArrayList 是更现代、更高效的选择,Vector 仅用于兼容旧代码或特定场景的简单多线程需求。

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