源码解析Collections.sort ——从一个逃过单测的 bug 说起_java collections.sort排序原理-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_70618214/article/details/132188107

本文从一个小明写的bug 开始，讲bug的发现、排查定位，并由此展开对涉及的算法进行图解分析和源码分析。

事情挺曲折的，因为小明的代码是有单测的，让小明更加笃定自己写的没问题。所以在排查的时候，也经历了前世的500年，去排查排序后的list改动（主要是小明和同事互相怀疑对方的代码，不多说了）。

本文从问题定位之后开始讲：

前言

小明写了一个自定义排序的代码，简化后如下。聪明的你快来帮小明review一下吧。

代码

背景：有一批休息室，status是状态，其中1表示空闲，8表示使用中，2表示在维修。需要按照1空闲<8使用中<2在维修的顺序进行排序。

例如：输入：[1,8, 2, 2, 8, 1, 8]，期望输出：[1, 1, 8, 8, 8, 2, 2]。list不为空，数量小于100。

环境：JDK 8

小明的代码如下：

/**
* 排序
*/
private static int compare(Integer status1, Integer status2) {
        // 1<8<2 ，按照这样的规则排序
        if (status2 != null && status1 != null) {
            // 2-维修中, 维修中排到最后面
            if (status2.equals(2)) {
                return -1;
            } else {
                // 8-使用中, 排在倒数第二，仅在维修中之前
                if (status2.equals(8) && !status1.equals(2)) {
                    return -1;
                }
            }
        }
        return 0;
    }

  //Test 
  public static void main(String[] args) {
       List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 8, 2, 2, 8, 1, 8);
        System.out.println("排序前:"+list);
        list.sort(Test::compare);
        System.out.println("排序后:"+list);
    }

看上面的代码有问题么？别急，咱们先给个入参试一下。

测试

[ 1, 8, 2, 2, 8, 1, 8 ]

 public static void main(String[] args) {
       List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 8, 2, 2, 8, 1, 8);
        System.out.println("排序前:"+list);
        list.sort(Test::compare);
        System.out.println("排序后:"+list);
    }

输出：

排序前:[1, 8, 2, 2, 8, 1, 8]
排序后:[1, 1, 8, 8, 8, 2, 2]

结论：结果是对的，符合预期。（按照1空闲<8使用中<2维修中的顺序进行排序）。

嗯，看起来排序是对的。但确实是有问题呢？

（小明OS ：哪里有问题？不可能有问题！我本地是好的！）

那我们看看情景复现👉🏻

情景复现

那有什么问题呢？我们再给几个入参试一下。

case1 : 随机入参

[2, 8, 1, 2, 8, 8, 8, 2, 1]
输出：

排序前:[2, 8, 1, 2, 8, 8, 8, 2, 1]
排序后:[1, 1, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2]
期望是:[1, 1, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2]

结论：结果对，符合预期 ✅。

case2 : 多增加一些数

[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 2, 2]

输出：

排序前：[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 2, 2]
排序后：[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 2, 2]
期望是：[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]

结论：结果不对了，不符合预期 ❌。

case3 : 换几个数

[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 8, 8, 8, 8, 2, 2]

输出：

排序前：[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 8, 8, 8, 8, 2, 2]
排序后：[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]
期望是：[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]

结论：结果又对了？？