JDK8源码详解-util篇-ArrayDeque(双端队列)( (请详细解析相关概念和描述,联网解析,中文解析,源码详解每一步))可拆分迭代器DeqSpliterator<E> 注意: 1. 本方法主要用于并行时使用迭代器,可以提高效率,但并非一定会拆分,有些情况会拆分失败 2. 拆分规则 —— 若已经开始遍历或元素太少会拆分失败,若可以拆分则每次拆分一半,将前面一半的元素拆分成一个新的可拆分迭代器,奇数个元素拆分出去的个数是较少的部分(例:元素一共有7个,则拆分出去的是前3个元素) 3. 可拆分迭代器全部的特性 —— ORDERED(定义排序)、DISTINCT(唯一)、IMMUTABLE(不可变)、NONNULL(不可为NULL)、SIZED(有固定大小)、SORTED(有序)、CONCURRENT(可并发修改)、SUBSIZED(拆分后子大小不变) 4. 本可拆分迭代器特性 —— ORDERED(定义排序)、NONNULL(不可为NULL)、SIZED(有固定大小)、SUBSIZED(拆分后子大小不变) 5. 本方法为JDK 1.8新增方法,支持JDK 1.8及以后版本使用 // 源码 static final class DeqSpliterator<E> implements Spliterator<E> { // 双端队列对象 private final ArrayDeque<E> deq; // 尾部索引,默认-1 private int fence; // 当前索引,遍历和分割的时候会修改 private int index; // 构造器 DeqSpliterator(ArrayDeque<E> deq, int origin, int fence) { this.deq = deq; this.index = origin; this.fence = fence; } private int getFence() { int t; // 若fence小于0对参数进行初始化,给fence赋值队列的尾索引,给index赋值队列的头索引 if ((t = fence) < 0) { t = fence = deq.tail; index = deq.head; } return t; } // 拆分迭代器,并不一定成功 public DeqSpliterator<E> trySplit() { int t = getFence(), h = index, n = deq.elements.length; // 判断是否有元素,且元素数量不是很少才进行拆分 if (h != t && ((h + 1) & (n - 1)) != t) { if (h > t) // 为了便于计算一般的个数,先将循环队列头索引前面的值暂时扩展到后面 // (只获取计算后的值,并非真的扩容移动元素) t += n; // 计算头索引后一半元素处的索引 int m = ((h + t) >>> 1) & (n - 1); return new DeqSpliterator<>(deq, h, index = m); } return null; } // 根据传入的函数式接口,循环处理当前索引及之后的元素,实现与上述的普通迭代器基本一致 public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) { if (consumer == null) throw new NullPointerException(); Object[] a = deq.elements; int m = a.length - 1, f = getFence(), i = index; index = f; while (i != f) { @SuppressWarnings("unc

时间: 2025-07-16 14:13:08 浏览: 2
<think>好的,我现在需要详细解答用户关于JDK 1.8中ArrayDeque的DeqSpliterator源码实现的问题,特别是trySplit方法和其工作原理。首先,我应该回忆一下ArrayDeque的结构和Spliterator接口的作用。 用户提到了DeqSpliterator,这是ArrayDeque内部实现的可拆分迭代器。Spliterator主要用于并行处理,所以需要支持分割元素、逐个消费和批量消费等操作。关键点在于trySplit方法如何分割数据,以及其特性比如元素估算、特征值等。 接下来,我需要查阅JDK 1.8的ArrayDeque源码,确认DeqSpliterator的具体实现。根据引用[^1],ArrayDeque继承自AbstractCollection,实现了Deque接口。DeqSpliterator应该是内部类,位于ArrayDeque中。 在源码中,Spliterator的实现通常包括tryAdvance、forEachRemaining、trySplit、estimateSize和characteristics方法。对于DeqSpliterator来说,估计剩余元素数可能基于当前的索引位置和队列的大小。trySplit方法需要将当前迭代器分成两部分,前半部分由新迭代器处理,后半部分保留在原迭代器中,这样可以并行处理。 分割时需要考虑队列的循环数组结构,可能需要处理头尾指针的情况。比如,如果队列是环形的,当前的位置可能超过数组长度,需要用模运算处理。分割的位置应该是在中间,将剩余元素分成两部分,尽可能均分,但也要避免分割过小的情况,比如剩余元素太少时返回null。 另外,特征值方面,ArrayDeque的Spliterator应该具有ORDERED(元素有序)、SIZED(大小已知)和SUBSIZED(分割后的子迭代器也有确定大小)的特性,但需要确认源码中的characteristics方法返回的具体值。 需要确保分割后的新迭代器包含前一半元素,原迭代器处理后一半。同时,分割时要更新原迭代器的起始位置和剩余数量。在实现时,可能通过计算中间位置,然后创建新的DeqSpliterator实例,并将原迭代器的当前位置移动到中间。 可能遇到的问题包括环形数组的索引计算是否正确,分割后的剩余元素数是否正确更新,以及并发修改的处理。在源码中,是否有检查modCount来检测并发修改,从而抛出ConcurrentModificationException? 最后,需要总结DeqSpliterator的特性,比如是否支持高效分割、是否有序、并行处理能力等,并给出应用场景,比如并行流处理时如何利用分割器提高效率。</think>### JDK 1.8 ArrayDeque 的 DeqSpliterator 源码详解 #### 1. **DeqSpliterator 基础结构** `DeqSpliterator` 是 `ArrayDeque` 内部实现的可拆分迭代器(`Spliterator`),用于支持并行遍历队列元素。其核心字段包括: - `index`: 当前遍历的起始位置 - `fence`: 结束位置(初始为队列尾部索引) - `expectedModCount`: 并发修改检测标记 ```java static final class DeqSpliterator<E> implements Spliterator<E> { private final ArrayDeque<E> deq; private int index; // 当前遍历起点 private int fence; // 当前遍历终点(初始为尾部索引) private int expectedModCount; // 并发修改检查 } ``` #### 2. **trySplit() 工作机制** `trySplit()` 方法将当前迭代器拆分为两个子迭代器,用于并行处理: 1. **计算剩余元素数量**:通过 `remaining = (index - fence) & (deq.elements.length - 1)` 处理环形数组的索引。 2. **拆分条件**:当剩余元素数量超过阈值(默认是 `1`)时,才进行拆分。 3. **拆分逻辑**: - 计算中间位置 `mid = (remaining >>> 1) + index` - 创建新迭代器 `new DeqSpliterator(deq, index, mid)` - 更新当前迭代器的 `index` 为 `mid` ```java public Spliterator<E> trySplit() { int remaining = (index - fence) & (deq.elements.length - 1); if (remaining <= 1) return null; int mid = (remaining >>> 1) + index; Spliterator<E> split = new DeqSpliterator<>(deq, index, mid); index = mid; return split; } ``` #### 3. **关键特性说明** - **有序性**:`ORDERED`(元素按插入顺序遍历) - **大小确定性**:`SIZED | SUBSIZED`(总大小和子迭代器大小可精确计算) - **并行支持**:通过 `trySplit()` 实现高效拆分,适合并行流处理 - **环形数组处理**:索引计算使用位运算 `&` 替代取模运算,优化性能 #### 4. **tryAdvance() 与遍历** `tryAdvance(Consumer<? super E> action)` 逐个消费元素: 1. 检查并发修改:`if (deq.modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException()` 2. 若未遍历到结束位置,执行 `action.accept(element)` 3. 更新索引 `index = (index + 1) & (deq.elements.length - 1)` #### 5. **性能优化点** - **环形数组索引计算**:通过 `& (elements.length - 1)` 替代取模运算(要求数组长度为 2 的幂) - **批量遍历优化**:`forEachRemaining()` 方法直接遍历连续内存块,减少边界判断 --- ###
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JDK8源码详解-util篇-ArrayDeque(双端队列)( (请详细解析相关概念和描述,联网解析,中文解析,源码详解每一步))迭代器(逆序) DescendingIterator 注意: 1. 本方法未重写循环处理元素的方法 2. 本迭代器取值时取的是指针前的值而不是指针后,但是根据下标获取值时获取的就是指定下标的值,因此调用next()需要先将指针前移再获取下标的值 3. 直接使用对象的removeFirst()、addFrist()等方法会导致结构变更,且迭代器并未进行同步,如需移除请使用迭代器内部的remove()方法 4. 迭代器中的remove()方法禁止连续使用,因为连续使用回导致对象中元素混乱 // 源码 private class DescendingIterator implements Iterator<E> { // 当前指针位置(指针在索引前),逆序使用尾索引 private int cursor = tail; // 尾指针位置(指针在索引前),逆序使用头索引 private int fence = head; // 上一个指针位置(结构变更标识),默认-1 private int lastRet = -1; // 当前指针位置等于尾指针位置即表示后续没有元素了 public boolean hasNext() { return cursor != fence; } // 获取当前指针后的元素 public Integer next() { // 当前指针位置等于尾指针位置(当前指针后无元素) if (cursor == fence) throw new NoSuchElementException(); // 指针前移(根据指针获取元素均是获取指针后的元素,因此需要先前移,这样获取到的元素才是原当前指针前的数据) cursor = (cursor - 1) & (elements.length - 1); @SuppressWarnings("unchecked") Integer result = (Integer) elements[cursor]; // 当前指针并不等于尾指针(当前指针后应当有元素),但是元素为null(可能结构变更了) if (head != fence || result == null) throw new ConcurrentModificationException(); // 设置当前指针为上一个指针位置 lastRet = cursor; return result; } // 移除当前指针后的元素 public void remove() { // 在本方法前已进行了结构操作并未进行next()操作,当前指针后已无元素 if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); // 若距离尾指针较近,结构移动的是指针后的元素不需要修改当前指针位置(本迭代器获取的是指针前的元素) // 本操作后会调用next(),也不用担心读取到移动过来的元素 if (!delete(lastRet)) { cursor = (cursor + 1) & (elements.length - 1); fence = head; } // 重置前一个指针位置,防止连续修改结构 lastRet = -1; } }

JDK8源码详解-util篇-ArrayDeque(双端队列)( (请详细解析相关概念和描述,联网解析,中文解析,源码详解每一步))内部类 01.迭代器(正序) DeqIterator 注意: 1. 本内部类的循环处理方法增加了一些判断(判空、判循环中结构改变导致元素为null),即本循环方法中若有某种原因(例:删除导致结构变更)导致next()为null会抛出ConcurrentModificationException异常,正常情况下与Iterator中的默认方法效果一样 2. 直接使用对象的removeFirst()、addFrist()等方法会导致结构变更,且迭代器并未进行同步,如需移除请使用迭代器内部的remove()方法 3. 迭代器中的remove()方法禁止连续使用,因为连续使用回导致对象中元素混乱 // 源码 private class DeqIterator implements Iterator<E> { // 当前指针位置(指针在索引前) private int cursor = head; // 尾指针位置(指针在索引前) private int fence = tail; // 上一个指针位置(结构变更标识),默认-1 private int lastRet = -1; // 当前指针位置等于尾指针位置,即表示后续没有元素了 public boolean hasNext() { return cursor != fence; } // 获取当前指针后的元素 public E next() { if (cursor == fence) throw new NoSuchElementException(); @SuppressWarnings("unchecked") E result = (E) elements[cursor]; // 当前指针并不等于尾指针(当前指针后应当有元素),但是元素为null(可能结构变更了) if (tail != fence || result == null) throw new ConcurrentModificationException(); // 设置当前指针为上一个指针位置 lastRet = cursor; // 指针后移 cursor = (cursor + 1) & (elements.length - 1); return result; } // 移除当前指针后的元素 public void remove() { // 在本方法前已进行了结构操作并未进行next()操作,lastRet为-1,禁止连续调用,防止元素混乱 if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); // 若距离头指针较近,结构移动的是指针前的元素不需要修改当前指针位置,本操作后会调用next(),也不用担心读取到移动过来的元素 if (delete(lastRet)) { cursor = (cursor - 1) & (elements.length - 1); fence = tail; } // 重置前一个指针位置,防止连续修改结构 lastRet = -1; } // 根据传入的函数式接口,循环处理当前指针后的元素 public void forEachRemaining(Consumer<? super Integer> action) { Objects.requireNonNull(action); Object[] a = elements; // 不直接使用类变量,是因为类变量可能会被其他操作改变 int m = a.length - 1, f = fence, i = cursor; // 将当前指针设置为尾指针 cursor = f; // 循环至缓存的当前指针等于尾指针 while (i != f) {

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