Java中ArrayList和LinkedList有什么区别举例详解

一、底层数据结构

二、核心操作性能对比

// ArrayList的随机访问示例
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add(1);
int val1 = arrayList.get(0);  // O(1)

// LinkedList的顺序访问示例
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add(1);
int val2 = linkedList.get(0);  // O(n)

三、内存与 GC 影响

四、扩容机制

• ArrayList 扩容流程：

  // 扩容核心逻辑（JDK17）
  int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5倍扩容
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
  

  • 代价：数据复制导致 O(n) 时间复杂度
  • 优化建议：初始化时预估容量（new ArrayList<>(initialCapacity)）

• LinkedList 无扩容：动态添加节点，但每个节点额外占用 24 字节（64 位 JVM）

五、线程安全与并发方案

六、工程实践场景

1. 电商商品列表展示

• 选择 ArrayList：

  • 高频读取商品信息（随机访问）
  • 批量更新时通过尾插法优化（addAll()）

  List<Product> products = new ArraChina编程yList<>(10000); // 预分配容量
  

2. 实时消息队列

• 选择 LinkedList：

  • 高频头尾操作（addFirst()/removeLast()）
  • 使用迭代器避免随机访问：

  LinkedList<Message> queue = new LinkedList<>();
  // 生产者
  queue.offer(new Message());
  // 消费者（高效遍历）
  Iterator<Message> it = queue.iterator();
  while(it.hasNext()) process(it.next());
  

3. 多线程日志处理器

• 选择 CopyOnWriteArrayList：

  • 写操作极少（日志初始化配置）
  • 高频遍历读取日志规则

  CopyOnWriteArrayList<LogRule&gandroidt; rules = new CopyOnWriteArrayList<>();
  // 写操作（仅在配置更新时触发）
  rules.add(new LogRule());
  // 读操作（无锁并发）
  rules.forEach(LogService::applyRule);
  

七、性能对比测试数据

测试环境：JDK17，10 万次操作，i7-11800H

八、高级特性对比

九、选型决策树

通过以上对比，开发者可根据具体场景选择最合适的实现：

• 优先 ArrayList：适用于 90% 的常规场景（读多写少、内存敏感）
• 慎用 LinkedList：仅在需要频繁头尾操作或实现双端队列时选用
• 线程安全场景：根据写频率选择 CopyOnWriteArrayList 或同步包装类

结论

• ArrayList 更适合：如果你的操作主要集中在随机访问和列表末尾的插入删除，且你希望节省内存，ArrayList 是首选。

• LinkedList 更适合：如果你的操作主要是频繁在列表中间进行插入和删除，而随机访问较少，LinkedList 会表现得更好。

总结 

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