ArrayList and LinkedList

最新推荐文章于 2022-11-20 10:43:32 发布
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分类专栏： Core JAVA 文章标签： ArrayList and Linked
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/michaelzhou224/article/details/9701315
本文深入探讨了Java中ArrayList和LinkedList的底层实现差异，特别是它们在插入、删除操作上的性能表现，并详细解释了Java迭代器接口（Iterator和Enumeration）的工作原理及其限制。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

ArrayList and LinkedList

List代表一种线性表的数据结构，ArrayList则是一种顺序存储的线性表。ArrayList底层采用数组来保存每个集合元素，LinkedList则是一种链式存储的线性表。其本质上就是一个双向链表，但它不仅实现了List接口，还实现了Deque接口。也就是说LinkedList既可以当成双向链表使用，也可以当成队列使用，还可以当成栈使用(Deque代表双端队列，既具有队列的特征，也具有栈的特征)。ArrayList底层采用一个elementData数组来保存所有的集合元素，因此ArrayList在插入元素时需要完成下面两件事情：

  1. 保证ArrayList底层封装的数组长度大于集合元素的个数；
  2. 将插入位置之后的所有数组元素“整体搬家“，向后移动一”格“。

反过来，当删除ArrayList集合中指定位置的元素时，程序也要进行“整体搬家“，而且还需要将被删除处索引处的数组元素赋为null，因此性能比较差。

Vector每次扩张只是扩大需要的参数个数大小，ArrayList则是一次性过大50％的空间。

LinkedList取数据的时候必须一个元素一个元素地搜索，直到找到第index个元素为止。由于是双向链表，所以在查找的时候刻意判断到底离链表头端近还是远，后判断是从头端开始还是尾端开始扫描。

Java的Iterator 和Enumeration两个接口都是迭代器模式的代表之作，它们就是迭代器模式里的“迭代器接口“。所谓迭代器接口指的是，系统为遍历多种数据列表，集合，容器提供一个标准的迭代器接口，这些数据列表，集合，容器就可面向相同的迭代器接口编程，通过相同的迭代器接口访问不同数据列表，集合，容器里的数据，不同的数据列表如何实现这个迭代器接口，则交给各数据列表，集合，容器自己完成。

由于Iterator迭代器只负责对各种集合所包含的元素进行迭代，它自己并没有保留集合元素，因此使用Iteraor进行迭代时，通常不应该删除集合元素，否则将引发ConcurrentModificationException异常。当然，Java允许通过Iterator提供的remove()方法删除刚刚迭代的集合。

老生常谈的ArrayList与LinkedList
zhangxing
10-16 441
ArrayList与LinkedList再常见不过的数据结构了，也是平常面试中极易遇到的面试题之一，如果还没搞清楚的，赶紧过来看下星哥的解读，撸掉它！就是干！ 小王最近刚被公司裁员了，迫于生计，一天也不敢消停，这不魔鬼面试周已经拉开了帷幕。 面试官：你能说说ArrayList与LinkedList的区别吗？ 小王：ArrayList底层是基于动态数组的，而LinkedList底层是基于双向链表的。 面试官：那你能分别说说两者分别适合什么场景使用？ 小王：好的。ArrayLsit适用于随机查询 ...
ArrayList与LinkedList区别源码分析
luyuqin0115的博客
05-28 7714
ArrayList与LinkedList ArrayList 简介 /** * Default initial capacity. * ArrayList 默认的数组容量 */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; /** * Shared empty array in...
ArrayList & LinkedList
一个浪漫的程序猿的博客
01-11 231
通常情况下，ArrayList和LinkedList的区别有以下几点： ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，而LinkedList是基于双向链表的数据结构； 对于随机访问get和set，ArrayList要优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针； 对于新增和删除操作add和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。 ⚠️对于1，2点目前绝对，对于第三点，并非绝对，这篇文章通过实验得出更相对（该文章对ArrayList和Linked
Java中ArrayList和LinkedList区别
jar_oo的博客
07-25 301
一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致区别：      1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。      2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。      3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为Array
List 集合之 LinkedList and ArrayList
PZpengzhen的博客
03-06 289
List 集合之 LinkedList and ArrayList 本人之前有人问到本人一些问题，今日就来解答一下啊： **LinkedList and ArrayList 俩个都List的子类，一般我们初学java的时候都是记忆arraylist linkedlist 还有 Vector ** 从上图可以看出，List是有很多子接口跟子类的 但是我们只说先主要的俩个 ...
深入理解ArrayList和LinkedList!
断掉的手环
10-23 213
深入理解ArrayList和LinkedList ArrayList和LinkedList都是实现了List接口 1 ArrayList底层是由数组来实现的 优点：基于动态的数组实现，有确定的下标，读和改更加容易，存放元素可以重复，也可以为null，有序 缺点：不适合对元素进行频繁的插入和删除，插入和删除都需要做大量的元素移动 特点：集合中默认创建为一个大小为10的数组，执行add方法时，会首先执行ensureCapacity()方法，当元素数量正好为数组大小时，会创建一个新的数组，数组大小为原来数组的1.
ArrayList 和 LinkedList 的区别
ltq2030的博客
03-21 2万+
1. 首先，他们的底层结构不同。 ArrayList 底层是基于数组实现的，ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。 LinkedList 底层是基于链表实现的，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。 正因为底层数据结构的不同，他们适用的场景不同，ArrayList 更适合随即查找，LinkedList 更适合删除和添加，查询、添加、删除的时间复杂度不同。 2. ArrayList
ArrayList 与 LinkedList的插入效率实践分析
趁着这大好时光，多看看。
12-01 6980
ArrayList 与 LinkedList的效率实践分析我们已知的ArrayList以及LinkedList是如下的一个描述: ArrayList 底层使用连续空间进行顺序存储，随机查询快O(1)，增加和删除慢 LinkedList 底层使用双向队列实现，随机查询较慢,插入速度，删除速度快但是不经过验证如何说明问题。本文将会对ArrayList和LinkedList的插入、查询、删除进行实验，
场景导向选择：ArrayList与LinkedList的集合选择指南
[ArrayList](https://media.geeksforgeeks.org/wp-content/uploads/20210317115629/sizevscapacity.jpg) # 1. 集合框架概述 在Java编程中，集合框架是构建复杂数据结构的基础。其不仅为存储、操作和检索数据提供了...
深入剖析下ArrayList与LinkedList，让你真正运用好ArrayList，LinkedList
砥砺前行的博客
04-11 1397
集合作为一种存储数据的容器，是我们日常开发中使用最频繁的对象类型之一。JDK为开发者提供了一系列的集合类型，这些集合类型使用不同的数据结构来实现。因此，不同的集合类型，使用场景也不同。 很多同学在面试的时候，经常会被问到集合的相关问题，比较常见的有ArrayList和LinkedList的区别。 相信大部分同学都能回答上：“ArrayList是基于数组实现，LinkedList是基于链表实现。”而在回答使用场景的时候，我发现大部分同学的答案是：“ArrayList和LinkedList在新增、删除元素时
ArrayList和LinkedList的区别、优缺点以及应用场景
VicterTian的博客
12-09 6万+
ArrayList和LinkedList都是实现了List接口的容器类，用于存储一系列的对象引用。他们都可以对元素的增删改查进行操作，那么他们区别、优缺点应用场景都有哪些呢？我们通过源码和数据结构来说明一下 ArrayList和LinkedList的大致区别如下: ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList是基于链表结构。 对于随机访问的get和set方法，Array...
ArrayList 和 LinkedList 的区别（超详细易懂）
Qgchun.
11-20 2025
ArrayList 和 LinkedList 的区别
ArrayList和LinkedList
xingyu19911016的博客
06-16 6195
ArrayList、LinkedList
ArrayList与LinkList对比
Welcome to Little__Sheep's blog !
09-06 2万+
前边两篇博文简要总结了一下ArrayList和LinkedList的用法以及源码。本文简要总结一下这二者的区别，这在面试中也是常常会问到的一个知识点。 先来看一下ArrayList和LinkedList的关系是怎样的： 从继承体系可以看到，ArrayList与LinkedList都是Collection接口下List接口的实现类。可谓是一对双胞胎。 但由于底层数据结构的不同导致Array...
arraylist和linkedlist的区别
qq_46596746的博客
02-04 2322
ArrayList和linkedlist的区别，以及ArrayList扩容机制
ArrayList和LinkedList集合有什么区别?
浮华饰浮华的博客
02-01 4万+
看到这个问题大家都觉得很简单是吗? ArrayList查询快!LinkedList增删快!很简单的问题不是吗? 这样回答的话当然是对的,但是还不够! 有的人可能会说ArrayList底层是一个数组,所以查询快,LinkedList底层是一个链表,所以增删快. 这样回答的话当然比第一个更好,但是还是不够! 那么到底怎么回答才全面呢?直接上图! 数组 链表 那么为什么数
ArrayList和LinkedList区别及使用场景
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ForgetSky的博客
09-07 9万+
ArrayList和LinkedList区别及使用场景 1. LinkedList和ArrayList的差别主要来自于Array和LinkedList数据结构的不同。ArrayList是基于数组实现的，LinkedList是基于双链表实现的。另外LinkedList类不仅是List接口的实现类，可以根据索引来随机访问集合中的元素，除此之外，LinkedList还实现了Deque接口，Deque接...
java arraylist linkedlist 线程安全 性能比较
最新发布
06-14
<think>首先，用户的问题是基于之前的引用内容，询问Java中ArrayList和LinkedList在多线程环境下的线程安全性和性能对比分析。引用1到4提供了相关信息，我需要整合这些信息来构建一个结构清晰的回答。关键点从引用中提取：-引用1：ArrayList和LinkedList都是线程不安全的。定义线程安全性：当多个线程同时访问时，不会导致数据不一致或错误。-引用2：ArrayList和LinkedList线程不安全，解决方案包括使用Vector、Collections.synchronizedList()或并发集合如CopyOnWriteArrayList（针对ArrayList）或ConcurrentLinkedQueue（针对LinkedList）。-引用3：详细解释了为什么线程不安全（如size++非原子操作），并推荐手动加锁、线程安全包装类或并发集合。强调了CopyOnWriteArrayList的优点。-引用4：ArrayList和LinkedList不同步（线程不安全），Vector同步（线程安全），但效率较低。建议在多线程时使用Vector或包装类。用户的具体查询：比较ArrayList和LinkedList在多线程环境下的性能表现，并分析线程安全性。我的回答结构：1.**介绍线程安全性**：定义线程安全性，并说明ArrayList和LinkedList都是线程不安全的。2.**解释为什么线程不安全**：基于引用3，描述常见问题如数组越界、数据丢失、链表断链。3.**解决方案**：讨论如何使它们线程安全，包括手动加锁、使用Collections.synchronizedList()、Vector（针对ArrayList），并发集合如CopyOnWriteArrayList和ConcurrentLinkedQueue。4.**性能对比**：分析在单线程和多线程环境下的性能差异。考虑操作如添加、删除、访问元素。-ArrayList：基于数组，随机访问快（O(1)），插入/删除慢（O(n)）。-LinkedList：基于链表，插入/删除快（O(1)），随机访问慢（O(n)）。-多线程性能：讨论同步带来的开销。例如，Vector或synchronizedList有锁竞争，性能较差；并发集合如CopyOnWriteArrayList在读多写少场景高效。5.**推荐方案**：基于场景给出建议。如，读多写少用CopyOnWriteArrayList，写多用其他策略。6.**生成相关问题**：根据指令，在末尾添加相关问题。确保回答真实可靠：基于Java标准库文档和常见实践。引用标识自然添加在相关段落末尾。格式要求：-行内数学表达式用$...$，如时间复杂度$O(1)$。-独立公式用$$...$$，但可能不需要。-使用中文回答。-结构清晰：分步骤或小节。最终回答大纲：1.线程安全性分析2.性能对比（单线程和多线程）3.线程安全解决方案及其性能影响4.总结和建议5.相关问题现在，生成相关问题：-如指令所示，参考示例。-可能问题：如何优化多线程列表操作？CopyOnWriteArrayList的工作原理是什么？ArrayList和LinkedList在哪些场景下更适合？</think>### Java中ArrayList和LinkedList线程安全性与性能对比分析 在Java编程中，ArrayList和LinkedList是两种常用的列表实现，但它们在多线程环境下的线程安全性和性能表现存在显著差异。下面我将逐步分析这两个方面的关键点，确保回答基于Java标准库（如java.util包）的实现原理和常见实践。 #### 1. **线程安全性分析** - **基本定义**：线程安全性指当多个线程并发访问时，数据结构能保持数据一致性和正确性，避免数组越界、数据丢失或链表断链等问题[^3]。 - **ArrayList**：**线程不安全**。原因包括： - 操作如`size++`非原子性，可能导致计数错误。 - 并发修改（例如一个线程添加元素，另一个删除元素）可能引发`ConcurrentModificationException`或数据损坏[^1][^3]。 - **LinkedList**：**线程不安全**。原因类似ArrayList，但链表结构在并发插入/删除时更容易出现节点断裂或指针丢失问题[^2][^4]。 - **关键风险**：在多线程环境中直接使用两者会导致不可预测的行为，如引用3所述：“增删改查操作中都不加锁，如果多线程同时读写可能会导致数组越界、数据丢失”[^3]。 #### 2. **性能对比（单线程 vs 多线程）** 性能分析需结合数据结构特性和线程安全方案。以下对比基于常见操作的时间复杂度$O(1)$或$O(n)$，并考虑同步开销。 | **操作** | **ArrayList（单线程）** | **LinkedList（单线程）** | **多线程（加锁后）** | |----------------|------------------------|-------------------------|------------------------------------------| | **随机访问** | $O(1)$（数组索引快） | $O(n)$（需遍历链表） | 同步后访问变慢，锁竞争增加延迟[^2] | | **插入/删除** | $O(n)$（需移动元素） | $O(1)$（节点操作快） | 同步开销显著，尤其写操作[^3] | | **迭代** | $O(n)$ | $O(n)$ | 迭代器需加锁，否则可能失败[^2] | - **单线程性能**： - ArrayList：随机访问高效（基于数组），但插入/删除元素成本高（需移动后续元素）。 - LinkedList：插入/删除高效（基于双向链表），但随机访问慢（需从头遍历）。 - **多线程性能**： - **无同步时**：两者性能高但有风险，不适合并发场景。 - **加同步后**： - 使用`Vector`或`Collections.synchronizedList()`：引入全局锁，所有操作串行化，吞吐量下降（例如写操作延迟增加20%-50%）[^2][^4]。 - 使用并发集合（如`CopyOnWriteArrayList`）：读操作$O(1)$无锁（高效），写操作$O(n)$需复制数组（适合读多写少场景）[^3]。LinkedList可改用`ConcurrentLinkedQueue`（基于CAS，减少锁竞争）。 #### 3. **线程安全解决方案及性能影响** 为保障多线程安全，常用方法包括： - **手动加锁（推荐灵活控制）**： ```java List<String> list = new ArrayList<>(); // 或 LinkedList synchronized (list) { list.add("item"); // 操作时显式加锁 } ``` - **性能**：锁粒度可控，但需开发者维护，错误实现仍可能导致死锁。 - **线程安全包装类**： - `Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())` 或 `Collections.synchronizedList(new LinkedList<>())`[^2][^3]。 - **性能**：自动加锁，但锁粒度大（整个列表），高并发时竞争激烈，性能较差（吞吐量受限）。 - **并发集合（强烈推荐）**： - ArrayList替代：`CopyOnWriteArrayList`。 - 原理：写操作时复制新数组，读无锁。 - 性能：读操作高效$O(1)$，写操作$O(n)$适合低频修改场景[^3]。 - LinkedList替代：`ConcurrentLinkedQueue`（非列表但类似）。 - 原理：基于CAS（Compare-and-Swap），无锁算法。 - 性能：插入/删除接近$O(1)$，高并发下优于同步方案。 - **Vector（遗留方案）**： - 线程安全但性能低（所有方法同步），不推荐新项目使用[^4]。 #### 4. **总结与建议** - **线程安全性**：ArrayList和LinkedList均非线程安全，必须通过外部同步或并发集合解决。 - **性能优先选择**： - 读多写少：用`CopyOnWriteArrayList`（替代ArrayList）或`ConcurrentLinkedQueue`（替代LinkedList）。 - 写操作频繁：手动加锁优化锁粒度，或评估其他并发结构。 - 单线程场景：优先ArrayList（随机访问多）或LinkedList（插入/删除多）。 - **总体建议**：在多线程环境中，避免直接使用裸ArrayList/LinkedList。根据访问模式选择并发集合，并测试压力场景下的性能[^3][^4]。
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