一、介紹

先回顧一下List的框架圖

由圖中的繼承關係，可以知道，ArrayList、LinkedList、Vector、Stack都是List的四個實現類。

• AbstractList是一個抽象類，它繼承於AbstractCollection。AbstractList實現List接口中除size()、get(int location)之外的函數。
• AbstractSequentialList 是一個抽象類，它繼承於AbstractList。AbstractSequentialList 實現了“鏈表中，根據index索引值操作鏈表的全部函數”。
• ArrayList 是一個數組隊列，相當於動態數組。它由數組實現，隨機訪問效率高，隨機插入、隨機刪除效率低。
• LinkedList 是一個雙向鏈表。它也可以被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作。LinkedList隨機訪問效率低，但隨機插入、隨機刪除效率低。
• Vector 是矢量隊列，和ArrayList一樣，它也是一個動態數組，由數組實現。但是ArrayList是非線程安全的，而Vector是線程安全的。
• Stack 是棧，它繼承於Vector。它的特性是：先進後出(FILO, First In Last Out)。

二、性能測試

在對ArrayList、LinkedList、Vector、Stack進行比較之前，我們先來對他們進行一個性能測試，結合源碼和測試結果來對ArrayList、LinkedList、Vector、Stack進行詳細的分析。

得到的結果如下

根據結果，可以很明顯的看出ArrayList、LinkedList、Vector、Stack的性能有很大的區別。

讀取：ArrayList > Vector > Stack > LinkedList

插入：LinkedList > Vector > ArrayList > Stack

刪除：LinkedList > Vector > ArrayList > Stack

三、插入的分析

LinkedList

從中，我們可以看出：通過add(int index, E element)向LinkedList插入元素時。先是在雙向鏈表中找到要插入節點的位置index；找到之後，再插入一個新節點。

雙向鏈表查找index位置的節點時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向後查找; 否則，從後向前查找。

ArrayList

在這裡面有一個非常耗時的操作

System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);

該方法被標記了native，調用了系統的C/C++代碼，在JDK中是看不到的，但在openJDK中可以看到其源碼。

該函數實際上最終調用了C語言的memmove()函數，因此它可以保證同一個數組內元素的正確複製和移動，比一般的複製方法的實現效率要高很多，很適合用來批量處理數組。Java強烈推薦在複製大量數組元素時用該方法，以取得更高的效率。

Vector

可以看到Vector和ArrayList是一樣的，都調用了System.arraycopy。由於Stack和繼承與Vector，就不仔細分析了。

四、查找的分析

LinkedList

從中，我們可以看出：通過get(int index)獲取LinkedList第index個元素時。先是在雙向鏈表中找到要index位置的元素；找到之後再返回。

雙向鏈表查找index位置的節點時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向後查找; 否則，從後向前查找。

ArrayList

我們可以看到ArrayList直接返回數組中index位置的元素，而不需要像LinkedList一樣進行查找。

通過源碼發現Vector和Stack的操作方式和ArrayList一樣，這裡就不詳細分析了。

五、刪除的分析

LinkedList

由於刪除了某一節點因此調整相應節點的前後指針信息，如下：

e.previous.next = e.next;//預刪除節點的前一節點的後指針指向預刪除節點的後一個節點。 
e.next.previous = e.previous;//預刪除節點的後一節點的前指針指向預刪除節點的前一個節點。  

清空預刪除節點：

e.next = e.previous = null;
e.element = null;

交給gc完成資源回收，刪除操作結束。

與ArrayList比較而言，LinkedList的刪除動作不需要“移動”很多數據，從而效率更高。

ArrayList

恩，又是調用了System.arraycopy。

六、結論

操作ArrayListLinkedListVectorStack讀取O(1)O(n)O(1)O(1)插入O(n)O(1)O(n)O(n)刪除O(n)O(1)O(n)O(n)

• ArrayList(實現動態數組)，查詢快（隨意訪問或順序訪問），增刪慢。整體清空快，線程不同步(非線程安全)。數組長度是可變的百分之五十延長
• LinkedList（實現鏈表），查詢慢，增刪快。
• Vector（實現動態數組），都慢，被ArrayList替代。長度任意延長。線程安全（同步的類，函數都是synchronized）
• Stack（實現堆棧）繼承於Vector，先進後出。

所以，快速訪問ArrayList，快速增刪LinkedList，單線程都可以用，多線程只能用同步類Vector