Java Collection 集合类大小调整带来的性能消耗

Java Collection类的某些详细实现因为底层数据存储基于数组，随着元素数量的添加，调整大小的代价非常大。随着Collection元素增长到某个上限，调整其大小可能出现性能问题。

当Collection元素达到内部数组达到最大值后，须要创建新数组，而且将旧数组元素通过Arrays.copyOf方法复制到新数组，这就消耗了CPU时间片，而且还须要进行垃圾回收，特别是当Collection对象生命周期较长，已经处于老年代，须要经历一次Full GC才干释放内存。新数组的内存会在年轻代的Eden区分配内存（当对象特别大时，可能不会分配在Eden区），而且须要两次进入Survivor区才干进入老年代，垃圾回收时的标记、清除等操作消耗的性能全然能够在初始化Collection时给定合理大小避免。

当调整数组大小仍有一个问题。新拷贝的数组引用元素可能被JVM分配的位置可能与Collection类中的其它字段引用不在同一块内存存储，这可能导致CPU快速缓存未命中（一般而言，对象与其字段须要同一时候訪问，将对象与其字段放在尽可能相邻位置的内存位置将添加CPU内存命中率），訪问字段的时间将会加长（尽管非常快）。

注：本文考虑基于数组实现的Collection类，对于以链表如LinkedList、TreeMap等，不做探讨。