4种List实现的存储性能和特性

ArrayList,LinkedList,Vestor（Stack）都实现了java.util.List接口，但它们有各自不同的特性，主要如下：

 

1．底层机制：ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据。

1) ArrayList和Vector都是基于数组实现的，数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，允许直接按序号索引元素。但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢，因此适合做遍历而不适合做频繁的插入和删除。

2) Stack是一个后进先出（LIFO）对象堆栈，承自Vector（基于数组实现的）。而LinkedList除可以被用作堆栈外，还可以被用作队列或双端队列。

3) 从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用Objec的数组形式来存储的。当你向这两种类型中增加元素的时候，如果元素的数目超出了内部数组目前的长度它们都需要扩展内部数组的长度，Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度，ArrayList是原来的50%,所以最后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势，因为你可以通过设置集合的初始化大小来避免不必要的资源开销。

4) LinkedList是基于链表实现的，使用双向链表实现存储，便于频繁插入与删除对象。按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快。

5) 尽量使用Iterator，Enumeration已不被鼓励使用。

2．  安全性：vector是线程同步的（线程安全的），而arraylist是线程异步的，是不安全的。

Vector由于使用了synchronized方法（线程安全），通常性能上较ArrayList差。如果不考虑到线程的安全因素，一般用arraylist效率比较高。

3．动态扩展：内存分配与占用

基于数组实现的List，在动态扩展时会产生新的数组，然后把旧数组里的内容复制到新数组里，这会产生大量的不再被使用的对象引用变量等待系统回收。而基于链表实现的List就不会有这种问题。  

4．同步问题：Vector与Stack生来就是同步的，而ArrayList与LinkedList需要使用Collections.synchronizedList(List list)方法来转换成同步List。

ArrayList,LinkedList是不同步的，而Vestor是同步的。所以如果不要求线程安全的话，可以使用ArrayList或LinkedList，可以节省为同步而耗费的开销。但在多线程的情况下，有时候就不得不使用Vector了。当然，也可以通过一些办法包装ArrayList,LinkedList，使他们也达到同步，但效率可能会有所降低。 

从它们的对象上返回的迭代器是快速失败的，也就是说在使用迭代器进行迭代的时候，必须使用迭代器本身的remove、add、set方法来添加或更改List元素，如果在迭代的同时，在其他线程中从结构上修改了List（结构上的修改是指任何添加或删除一个或多个元素的操作，或者显式调整底层数组的大小；仅仅设置元素的值不是结构上的修改），快速失败迭代器会尽最大努力抛出ConcurrentModificationException。

 

5．ArrayList & LinkedList的转换

1) 如果数据被从数据源提取，数据量不确定，该数据一经被提取后就几乎不会再添加或删除，那么应该建立一个LinkedList来保存从数据源中取出的数据，然后将该LinkedList转换成ArrayList来优化遍历操作。

2) 数据量确定的数据从数据源取出可以先建立一个ArrayList来保存，根据需要如需频繁增删，就转换为LinkedList，如频繁遍历就不需转换。

3) 转换的方法就是使用对应的List类来封装目标List对象。  

ArrayList arrayList = new ArrayList(); 
LinkedList linkedList = new LinkedList(arrayList); 
  

LinkedList linkedList = new LinkedList(); 
  ArrayList arrayList = new ArrayList(linkedList );

 

6．toArray()方法
   基于数组实现的List会直接返回一个底层数组的拷贝(使用了System.arraycopy方法)，基于链表实现的List会新生成一个数组。

7．unmodifiableList(List list)使不可修改 

通过使用Collections.unmodifiableList(List list)来生成一个不可修改的List，试图修改返回的列表，不管是直接修改还是通过其迭代器进行修改，都将导致抛出UnsupportedOperationException。

8．ArrayList和LinkedList是两个集合类，用于存储一系列的对象引用(references)。ArrayList和LinkedList的区别： 
     

1) .在ArrayList的 中间插入或删除一个元素意味着这个列表中剩余的元素都会被移动；而在LinkedList的中间插入或删除一个元素的开销是固定的。LinkedList中，在插入、删除集合中任何位置的元素所花费的时间都是一样的—O(1)，但它在索引一个元素为O(i),其中i是索引的位置。

2) 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。 因此ArrayList用get方法访问列表中的任意一个元素时 (random access)，它的速度要比LinkedList快。LinkedList中的get方法是按照顺序从列表的一端开始直到另外一端检查，访问列表中的某个指定元素没有更快的方法了。ArrayList和Vector中，从指定的位置（用index）检索一个对象，或在集合的末尾插入、删除一个对象的时间是一样的，可表示为O(1)。但是，如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长：O(n-i)，其中n代表集合中元素的个数，i代表元素增加或移除元素的索引位置。因为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的所有元素都要执行(n-i)个对象的位移操作。  

3) 对于随机访问get和set，ArrayList优于LinkedList，因为LinkedList通过移动指针，即LinkedList不支持高效的随机元素访问。 

4) 对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。 

5) 对ArrayList和LinkedList而言，在列表末尾增加一个元素所花的开销都是固定的。对 ArrayList而言，主要是在内部数组中增加一项，指向所添加的元素，偶尔可能会导致对数组重新进行分配；而对LinkedList而言，这个开销是统一的，分配一个内部对象。 

6) ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗相当的空间