摘要:我们有这么一个场景,给你一个列表,可以动态的新增,但是最终要求列表升序,要求长度小于,可以怎么做这个还不简单,几行代码就可以了测试验证上面的代码先不考虑性能的优化方面,有没有问题写了个简单的测试,我们来看下会出现什么情况启动参数修改
我们有这么一个场景,给你一个列表,可以动态的新增,但是最终要求列表升序,要求长度小于20,可以怎么做?
这个还不简单,几行代码就可以了
public List1. 测试验证trimList(List list, int add) { list.add(add); list.sort(null); if (list.size() > 20) { list = list.subList(0, 20); } return list; }
上面的代码先不考虑性能的优化方面,有没有问题?
写了个简单的测试case,我们来看下会出现什么情况
@Test public void testTri() throws InterruptedException { Listlist = new ArrayList<>(30); Random random = new Random(); int cnt = 0; while (true) { list = trimList(list, random.nextInt(100000)); Thread.sleep(1); ++cnt; System.out.println(list + " >> " + cnt); } }
启动参数修改下,添加jvm最大内存条件 -Xmx3m, 然后跑上面代码,一段时间之后居然出现stack over flow
有意思的问题来了,从逻辑上看,这个数组固定长度为20,顶多有21条数据,怎么就会内存溢出呢?
2. SubList 方法揭秘我们看下ArrayList#sublis方法的实现逻辑,就可以发现获取子列表,居然只是重置了一下内部数组的索引
public ListsubList(int fromIndex, int toIndex) { subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size); return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex); } private class SubList extends AbstractList implements RandomAccess { private final AbstractList parent; private final int parentOffset; private final int offset; int size; SubList(AbstractList parent, int offset, int fromIndex, int toIndex) { this.parent = parent; this.parentOffset = fromIndex; this.offset = offset + fromIndex; this.size = toIndex - fromIndex; this.modCount = ArrayList.this.modCount; } ... }
返回的是一个SubList类型对象,这个对象和原来的List公用一个存储数据的数组,但是多了两个记录子列表起始的偏移;
然后再看下SubList的add方法,也是直接在原来的数组中新增数据,想到与原来的列表在指定位置插入数据
public void add(int index, E e) { rangeCheckForAdd(index); checkForComodification(); parent.add(parentOffset + index, e); this.modCount = parent.modCount; this.size++; }
所以上面实现的代码中 list = list.subList(0, 20); 这一行,有内存泄露,貌似是只返回了一个20长度大小的列表,但是这个列表中的数组长度,可能远远不止20
为了验证上面的说法,debug下上面的测试用例
动图演示如下
3. 正确使用姿势上面知道sublist并不会新创建一个列表,旧的数据依然还在,只是我们用不了而已,所以改动也很简单,根据sublist的结果创建一个新的数组就好了
public ListtrimList(List list, int add) { list.add(add); list.sort(null); if (list.size() > 20) { list = new ArrayList<>(list.subList(0, 20)); } return list; }
再次测试,代码一直在顺利的执行,看下后面的计数,都已经5w多,前面1w多久报错了
虽然上面解决了内存泄露,但是gc也很频繁了,本篇的重点主要是指出sublist的错误使用姿势,所以上面算法的优化就不详细展开了
4. 知识点扩展看下下面的测试代码输出应该是什么
@ToString public static class InnerC { private String name; private Integer id; public InnerC(String name, Integer id) { this.name = name; this.id = id; } } @Test public void subList() { Listlist = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 20; i++) { list.add(i); } // case 1 List sub = list.subList(10, 15); sub.add(100); System.out.println("list: " + list); System.out.println("sub: " + sub); // case 2 list.set(11, 200); System.out.println("list: " + list); System.out.println("sub: " + sub); // case 3 list = new ArrayList<>(sub); sub.set(0, 999); System.out.println("list: " + list); System.out.println("sub: " + sub); // case 4 List cl = new ArrayList<>(); cl.add(new InnerC("a", 1)); cl.add(new InnerC("a2", 2)); cl.add(new InnerC("a3", 3)); cl.add(new InnerC("a4", 4)); List cl2 = new ArrayList<>(cl.subList(1, 3)); cl2.get(0).name = "a5"; cl2.get(0).id = 5; System.out.println("list cl: " + cl); System.out.println("list cl2: " + cl2); }
再看具体的答案之前,先分析一下
针对case1/2,我们知道sublist返回的列表和原列表公用一个底层数组,所以这两个列表的增删,都是相互影响的
case1 执行之后相当于在list数组的下标15这里,插入数据100
case2 执行之后,list的下标11,相当于sub的下标1,也就是说sub[1] 变成了200
对于case3/4 而言,根据sub创建了一个新的列表,这个时候修改新的列表中的值,会影响到原来的列表中的值么?
分析这个场景,就需要看一下源码了
public ArrayList(Collection extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } } // 对应的核心逻辑就在 Arrays.copyOf,而这个方法主要调用的是native方法`System.arraycopy` public staticT[] copyOf(U[] original, int newLength, Class extends T[]> newType) { @SuppressWarnings("unchecked") T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class) ? (T[]) new Object[newLength] : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength); System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength)); return copy; }
从上面的源码分析,会不会相互影响就看这个数组拷贝是怎么实现的了(深拷贝?浅拷贝?)
接下来看下实际的输出结果
list: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 100, 15, 16, 17, 18, 19] sub: [10, 11, 12, 13, 14, 100] list: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 200, 12, 13, 14, 100, 15, 16, 17, 18, 19] sub: [10, 200, 12, 13, 14, 100] list: [10, 200, 12, 13, 14, 100] sub: [999, 200, 12, 13, 14, 100] list cl: [BasicTest.InnerC(name=a, id=1), BasicTest.InnerC(name=a5, id=5), BasicTest.InnerC(name=a3, id=3), BasicTest.InnerC(name=a4, id=4)] list cl2: [BasicTest.InnerC(name=a5, id=5), BasicTest.InnerC(name=a3, id=3)]
从上面可以知道,case1/2的分析没啥问题,case3、4的输出有点意思了
数组内为Integer时,两者互不影响
数组内为普通对象时,修改其中一个,会影响另外一个
关从输出结果来看 System.arraycopy 是浅拷贝,至于为什么int不影响呢,这个就和方法调用传参是基本数据类型时,在方法内部修改参数不会影响到外部一个道理了
II. 其他尽信书则不如,已上内容,纯属一家之言,因个人能力有限,难免有疏漏和错误之处,如发现bug或者有更好的建议,欢迎批评指正,不吝感激
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