为什么 Collections.synchronizedList(list) 在内部使用 instanceof 检查？

Question

我正在查看 Collections 类的源代码。 我遇到了 Collections.synchronizedList(list)

方法

public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {
    return (list instanceof RandomAccess ?
            new SynchronizedRandomAccessList<>(list) :
            new SynchronizedList<>(list));
}

我不明白为什么我们要检查列表是否为 RandomAccess 类型。 我知道 ArrayList 实现了这个接口，而 LinkedList 没有。

另外，SynchronizedRandomAccessList 继承 SynchronizedList。 那么这个检查有什么意义呢？ 请解释

Answer 1

你快到了。 Collections.synchronizedList(list) 检查RandomAccess，因为有些列表实现了RandomAccess，而另一些则没有。

这个RandomAccess 是marker interface，就像Serializable。它告诉我们是否可以随机访问列表中的项目。 IE。从ArrayList 我们可以检索任何具有相同计算成本的项目。另一方面，我们需要遍历 LinkedList 才能到达第 n 个元素。

那么，Collections.synchronizedList(list) 发生了什么？它将RandomAccessList-s 包装到RandomAccess 同步列表中，同时将非RandomAccess 列表包装到非RandomAccess 同步列表中。否则，这些列表是相同的。下面是SynchronizedRandomAccessList的代码。这是programming by difference 的一个很好的例子。这两个类几乎相同。

static class SynchronizedRandomAccessList<E>
    extends SynchronizedList<E>
    implements RandomAccess {

    SynchronizedRandomAccessList(List<E> list) {
        super(list);
    }

    SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex) {
        super(list, mutex);
    }

    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        synchronized (mutex) {
            return new SynchronizedRandomAccessList<>(
                list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);
        }
    }

    private static final long serialVersionUID = 1530674583602358482L;

    /**
     * Allows instances to be deserialized in pre-1.4 JREs (which do
     * not have SynchronizedRandomAccessList).  SynchronizedList has
     * a readResolve method that inverts this transformation upon
     * deserialization.
     */
    private Object writeReplace() {
        return new SynchronizedList<>(list);
    }
}

你可能会问，RandomAccess 接口有什么意义？正如Holger 指出的那样，Collections.binarySearch() 基于此接口做出决策。另一个例子是Collections.reverse()。

Answer 2

您必须回想RandomAccess 标记界面的最初用途。如果您将List 传递给另一个方法，它应该能够选择适合随机访问或顺序列表的算法。选择正确的算法需要通过list instanceof RandomAccess 测试标记接口。

显示one example

public static <T>
int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
    if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
        return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
    else
        return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
 }

（另请参阅reverse、shuffle、copy 和 fill）

现在，如果您只是将列表包装到另一个实现List 接口的对象中，那么所有这些方法看到的都是包装器对象，因此这些信息会丢失。然而，像同步列表这样的包装器不会改变像get 这样的随机访问方法的时间复杂度。因此，如果包装列表是随机访问列表，包装器也应该实现RandomAccess，以便接收这种包装器的方法仍然能够检测快速随机访问是否可用。

如果您查看implementation of SynchronizedRandomAccessList，您会发现它所做的只是扩展SynchronizedList 并实现RandomAccess，以继承行为并将自身标记为具有快速随机访问。它覆盖的唯一方法是subList，原因完全相同。如果列表有高效的随机访问，它的子列表也有，所以他们也应该实现RandomAccess。

static class SynchronizedRandomAccessList<E>
    extends SynchronizedList<E>
    implements RandomAccess {

    SynchronizedRandomAccessList(List<E> list) {
        super(list);
    }

    SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex) {
        super(list, mutex);
    }

    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        synchronized (mutex) {
            return new SynchronizedRandomAccessList<>(
                list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);
        }
    }

请注意，checkedList 等其他包装器工厂遵循相同的模式。所以这甚至在组合工厂时也有效：

System.out.println(
    Collections.synchronizedList(Collections.checkedList(new ArrayList<>(), String.class))
    instanceof RandomAccess);

→ 是的

System.out.println(
    Collections.synchronizedList(Collections.checkedList(new LinkedList<>(), String.class))
    instanceof RandomAccess);

→ 错误