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ArrayList和LinkedList有什么區(qū)別?

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這種侮辱人的問題,默認(rèn)就把這兩者限定在了同一個(gè)場景之中,它甚至連八股文都算不上。
一旦你被問到這種問題,也證明面試基本上泡湯了--面試官已經(jīng)實(shí)在是找不到其他問題與你交流了。
你Over了。
但當(dāng)我們細(xì)看一下LinkedList的class定義,就會(huì)發(fā)現(xiàn),它并不像是ArrayList的那樣具有純潔的列表精神。
public class ArrayListextends AbstractList
implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
//VS
public class LinkedList
extends AbstractSequentialList
implements List, Deque , Cloneable, java.io.Serializable
LinkedList除了能夠當(dāng)作普通的列表,它還是一個(gè)Deque。雙向鏈表,聽著就比較唬人,這就是一個(gè)既能當(dāng)做隊(duì)列、又能當(dāng)做棧的存在。
有了這種雙重Buff的疊加,LinkedList的應(yīng)用場景比ArrayList豐富的多。除了能做最簡單的LRU緩存,LinkedList在刷題的時(shí)候也是充滿了正能量。
關(guān)于類似Deque的API,xjjdog以前有專門的文章來介紹這些爆炸性的方法。
王者ConcurrentLinkedQueue,一個(gè)阻塞的雙向隊(duì)列,它的基本操作方法有:(3[基本]x2[異常與返回值]+4[阻塞加超時(shí)])x3[隊(duì)頭隊(duì)尾]=5x2x3=30,足足有30個(gè)方法。看完上面的文章,這30個(gè)方法可以很快手到擒來。
不過我們今天要聊的一個(gè)重點(diǎn),是使用Deque來實(shí)現(xiàn)更快的延遲隊(duì)列。
延遲隊(duì)列
如果你想要某些數(shù)據(jù)延遲一段時(shí)間再進(jìn)行處理,或者要再某段時(shí)間內(nèi)按照分組進(jìn)行一些計(jì)算,那延遲隊(duì)列無疑是非常合適的。
在Java的Concurrent包里,就靜悄悄的躺著DelayQueue。只要你的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了Delayed接口,那么就可以放心大膽的把它們往里面塞。
可惜的是,DelayQueue的底層存儲,使用的是PriorityQueue。
PriorityQueue是堆實(shí)現(xiàn)的,offer和poll數(shù)據(jù)的時(shí)間復(fù)雜度是O(logN)。這就意味著,當(dāng)DelayQueue中的數(shù)據(jù)比較多的時(shí)候,它的性能就會(huì)下降。
除了把數(shù)據(jù)分片,使用多個(gè)DelayQueue來完成工作,我們有沒有速度更快的方法?比如把PriorityQueue使用LinkedList來替換?
這要看場景。
如果你向DelayQueue中添加數(shù)據(jù),是與當(dāng)前添加的時(shí)間相關(guān)的,那完全可以使用LinkedList來替換PriorityQueue。
關(guān)鍵代碼
要了解DelayQueue的運(yùn)行原理,我們可以需要先看一下Delayed接口。任何想要存儲到DelayQueue中的數(shù)據(jù),都需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。
其中,getDelay就是用來判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)是否超時(shí)的方法。而compareTo,則是PriorityQueue用來排序的,如果我們是按照當(dāng)前塞入數(shù)據(jù)的,則compareTo方法就不是必要的。
按照以上的思路,我們把DelayQueue的代碼拷貝一份,僅保留關(guān)鍵代碼,如下。
public long getDelay(@NotNull TimeUnit unit) {
return MAX_CACHE_DUAL + this.enqueueTimeNs - System.nanoTime();
}
public int compareTo(@NotNull Delayed o) {
long d = getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
return (d == 0) ? 0 : (d < 0 ? -1 : 1);
}主要方法
輕量級的延遲隊(duì)列,如果一旦采用了LinkedList,那么它的入隊(duì)、出隊(duì)方法,就都變成了O(1)的時(shí)間復(fù)雜度。在延遲隊(duì)列中的數(shù)據(jù)增加時(shí),時(shí)間復(fù)雜度也能維持不變,可以說是速度快的連兔子都追不上了。
一般,在java中,put和take方法,都是代表阻塞性方法。比如,take方法,我們可以將其安全的阻塞在某個(gè)線程上,而不用擔(dān)心太多的資源浪費(fèi)。
final Thread thread = Thread.currentThread();
while (!this.close && !thread.isInterrupted()) {
Data data = q.take();
}
這一切都是Condition辦到的,它和wait、notify的作用是一樣的。
當(dāng)我們通過put方法添加新的數(shù)據(jù)到隊(duì)列中,會(huì)通過signal方法,來通知等待的線程獲取數(shù)據(jù)。
相同的,如果take方法發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)為空,它將進(jìn)入等待狀態(tài)。如果有數(shù)據(jù),也并不是馬上把這些數(shù)據(jù)取出來,因?yàn)閿?shù)據(jù)還沒到期。比如最老的數(shù)據(jù)還剩下5秒才到期,代碼也對這種情況進(jìn)行了處理,它會(huì)嘗試awaitNanos對應(yīng)的時(shí)間。
這樣,我們就可以使用這種簡單的輪詢方式來實(shí)現(xiàn)延遲隊(duì)列,而不需要單獨(dú)的線程去檢測隊(duì)列中的數(shù)據(jù)。
增加take方法的效率
但是這樣還不夠。
當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候,隊(duì)列的數(shù)據(jù)可能有多條已經(jīng)到期。如果我們通過take方法來一條一條獲取的話,效率自然不如批量獲取高。
drainTo方法,可以一股腦的把到期的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他的集合中,但它并不是一個(gè)阻塞性的方法。
我們可以先使用take來阻塞線程,然后再批量取出所有數(shù)據(jù)。
下面代碼,會(huì)一次性獲取100條數(shù)據(jù)作為一個(gè)批量。
final Data takeItem = q.take();
final List buckets = new ArrayList<>(100);
q.drainTo(buckets, 99);
buckets.add(takeItem);
End
實(shí)際上,我們的某個(gè)業(yè)務(wù),當(dāng)采用LinkedList來替代PriorityQueue,并進(jìn)行批量操作后,CPU的使用直接降低了1/3。
Deque是xjjdog最喜歡的一個(gè)接口。每當(dāng)使用offerFirst、offerLast這樣精準(zhǔn)的API進(jìn)行操作,都會(huì)體驗(yàn)到多巴胺的樂趣。LinkedList作為它的兒子,自然擁有了這些所有的功能。
當(dāng)我們使用concurrent包里的基本API,對這些淳樸的工具進(jìn)行封裝,它們就會(huì)煥發(fā)出新的活力。
作者簡介:小姐姐味道 (xjjdog),一個(gè)不允許程序員走彎路的公眾號。聚焦基礎(chǔ)架構(gòu)和Linux。十年架構(gòu),日百億流量,與你探討高并發(fā)世界,給你不一樣的味道。
本文標(biāo)題:當(dāng)LinkedList不是列表時(shí),速度快的兔子都追不上!
標(biāo)題路徑:http://www.5511xx.com/article/ccogjoc.html


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