上文Java集合框架剖析（1）分析了Collection上层的一些接口。

为了方便，Java抽象出AbstractCollection类来让其他类继承，该类实现类Collection中的绝大部分方法。AbstractList和AbstractSet都继承与AbstractCollection，具体的List实现类继承与AbstractList，而Set的实现类则继承与AbstractSet。

AbstractCollection

AbstractCollection是一个抽象类，它实现了Collection中除了iterator()和size()之外的所有方法。AbstractCollection的主要作用是方便其他类实现Collection.，比如ArrayList、LinkedList等。它们想要实现Collection接口，通过集成AbstractCollection就已经实现大部分方法了，再实现一下iterator()和size()即可。AbstractCollection的设计就是一个模板类。

Abstract的部分代码如下:

AbstractList

AbstractList是一个继承AbstractCollection，并且实现了List接口的抽象类。它实现了List中除了size()、get(int location)之外的方法。
AbstractList的主要作用：它实现了List接口中的大部分函数，从而方便其它类继承List。另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象类中，实现了iterator()方法。

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {

    protected AbstractList() {
    }

    public boolean add(E e) {
        add(size(), e);
        return true;
    }

    abstract public E get(int index);

    public E set(int index, E element) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    public void add(int index, E element) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    public E remove(int index) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

/***************************** Search Operations**********************************/
    public int indexOf(Object o) { //搜索对象o的索引
        ListIterator<E> it = listIterator();
        if (o==null) {
            while (it.hasNext())
                if (it.next()==null) //执行it.next()，会先返回it指向位置的值，然后it会移到下一个位置
                    return it.previousIndex(); //所以要返回it.previousIndex(); 关于it几个方法的源码在下面
        } else {
            while (it.hasNext())
                if (o.equals(it.next()))
                    return it.previousIndex();
        }
        return -1;
    }

    public int lastIndexOf(Object o) {
        ListIterator<E> it = listIterator(size());
        if (o==null) {
            while (it.hasPrevious())
                if (it.previous()==null)
                    return it.nextIndex();
        } else {
            while (it.hasPrevious())
                if (o.equals(it.previous()))
                    return it.nextIndex();
        }
        return -1;
    }
/**********************************************************************************/

/****************************** Bulk Operations ***********************************/
    public void clear() {
        removeRange(0, size());
    }

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);
        boolean modified = false;
        for (E e : c) {
            add(index++, e);
            modified = true;
        }
        return modified;
    }

    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
        ListIterator<E> it = listIterator(fromIndex);
        for (int i=0, n=toIndex-fromIndex; i<n; i++) {
            it.next();
            it.remove();
        }
    }
/**********************************************************************************/

/********************************* Iterators **************************************/
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

    public ListIterator<E> listIterator() {
        return listIterator(0); //返回的iterator索引从0开始
    }

    public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
        rangeCheckForAdd(index); //首先检查index范围是否正确

        return new ListItr(index); //ListItr继承与Itr且实现了ListIterator接口，Itr实现了Iterator接口，往下看
    }

    private class Itr implements Iterator<E> {      
        int cursor = 0; //元素的索引，当调用next()方法时，返回当前索引的值
        int lastRet = -1; //lastRet也是元素的索引，但如果删掉此元素，该值置为-1
         /*
         *迭代器都有个modCount值，在使用迭代器的时候，如果使用remove,add等方法的时候都会修改modCount，
         *在迭代的时候需要保持单线程的唯一操作，如果期间进行了插入或者删除，modCount就会被修改，迭代器就会检测到被并发修改，从而出现运行时异常。
         *举个简单的例子，现在某个线程正在遍历一个List，另一个线程对List中的某个值做了删除，那原来的线程用原来的迭代器当然无法正常遍历了
         */
        int expectedModCount = modCount;

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size(); //当索引值和元素个数相同时表示没有下一个元素了，索引是从0到size-1
        }

        public E next() {
            checkForComodification(); //检查modCount是否改变
            try {
                int i = cursor; //next()方法主要做了两件事：
                E next = get(i); 
                lastRet = i;
                cursor = i + 1; //1.将索引指向了下一个位置
                return next; //2. 返回当前索引的值
            } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                checkForComodification();
                throw new NoSuchElementException();
            }
        }

        public void remove() {
            if (lastRet < 0) //lastRet<0表示已经不存在了
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                AbstractList.this.remove(lastRet);
                if (lastRet < cursor)
                    cursor--; //原位置的索引值减小了1，但是实际位置没变
                lastRet = -1; //置为-1表示已删除
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
        ListItr(int index) {
            cursor = index;
        }

        public boolean hasPrevious() {
            return cursor != 0;
        }

        public E previous() {
            checkForComodification();
            try {
                int i = cursor - 1; //previous()方法中也做了两件事：
                E previous = get(i); //1. 将索引向前移动一位
                lastRet = cursor = i; //2. 返回索引处的值
                return previous;
            } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                checkForComodification();
                throw new NoSuchElementException();
            }
        }

        public int nextIndex() { //iterator中的index本来就是下一个位置，在next()方法中可以看出
            return cursor;
        }

        public int previousIndex() {
            return cursor-1;
        }

        public void set(E e) { //修改当前位置的元素
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                AbstractList.this.set(lastRet, e);
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        public void add(E e) { //在当前位置添加元素
            checkForComodification();

            try {
                int i = cursor;
                AbstractList.this.add(i, e);
                lastRet = -1;
                cursor = i + 1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    }
/**********************************************************************************/

    //获得子List，详细源码往下看SubList类
    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        return (this instanceof RandomAccess ?
                new RandomAccessSubList<>(this, fromIndex, toIndex) :
                new SubList<>(this, fromIndex, toIndex));
    }

/*************************** Comparison and hashing *******************************/
    public boolean equals(Object o) {
        if (o == this)
            return true;
        if (!(o instanceof List))
            return false;

        ListIterator<E> e1 = listIterator();
        ListIterator e2 = ((List) o).listIterator();
        while (e1.hasNext() && e2.hasNext()) {
            E o1 = e1.next();
            Object o2 = e2.next();
            if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2)))
                return false;
        }
        return !(e1.hasNext() || e2.hasNext());
    }

    public int hashCode() { //hashcode
        int hashCode = 1;
        for (E e : this)
            hashCode = 31*hashCode + (e==null ? 0 : e.hashCode());
        return hashCode;
    }
/**********************************************************************************/ 
    protected transient int modCount = 0;

    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size())
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    private String outOfBoundsMsg(int index) {
        return "Index: "+index+", Size: "+size();
    }
}

class SubList<E> extends AbstractList<E> {
    private final AbstractList<E> l;
    private final int offset;
    private int size;
    /* 从SubList源码可以看出，当需要获得一个子List时，底层并不是真正的返回一个子List，还是原来的List，只不过
    * 在操作的时候，索引全部限定在用户所需要的子List部分而已
    */
    SubList(AbstractList<E> list, int fromIndex, int toIndex) {
        if (fromIndex < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException("fromIndex = " + fromIndex);
        if (toIndex > list.size())
            throw new IndexOutOfBoundsException("toIndex = " + toIndex);
        if (fromIndex > toIndex)
            throw new IllegalArgumentException("fromIndex(" + fromIndex +
                                               ") > toIndex(" + toIndex + ")");
        l = list; //原封不动的将原来的list赋给l
        offset = fromIndex; //偏移量，用在操作新的子List中
        size = toIndex - fromIndex; //子List的大小，所以子List中不包括toIndex处的值，即子List中包括左边不包括右边
        this.modCount = l.modCount;
    }
    //注意下面所有的操作都在索引上加上偏移量offset，相当于在原来List的副本上操作子List
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);
        checkForComodification();
        return l.set(index+offset, element);
    }

    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        checkForComodification();
        return l.get(index+offset);
    }

    public int size() {
        checkForComodification();
        return size;
    }

    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);
        checkForComodification();
        l.add(index+offset, element);
        this.modCount = l.modCount;
        size++;
    }

    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);
        checkForComodification();
        E result = l.remove(index+offset);
        this.modCount = l.modCount;
        size--;
        return result;
    }

    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
        checkForComodification();
        l.removeRange(fromIndex+offset, toIndex+offset);
        this.modCount = l.modCount;
        size -= (toIndex-fromIndex);
    }

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);
        int cSize = c.size();
        if (cSize==0)
            return false;

        checkForComodification();
        l.addAll(offset+index, c);
        this.modCount = l.modCount;
        size += cSize;
        return true;
    }

    public Iterator<E> iterator() {
        return listIterator();
    }

    public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
        checkForComodification();
        rangeCheckForAdd(index);

        return new ListIterator<E>() {
            private final ListIterator<E> i = l.listIterator(index+offset); //相当子List的索引0

            public boolean hasNext() {
                return nextIndex() < size;
            }

            public E next() {
                if (hasNext())
                    return i.next();
                else
                    throw new NoSuchElementException();
            }

            public boolean hasPrevious() {
                return previousIndex() >= 0;
            }

            public E previous() {
                if (hasPrevious())
                    return i.previous();
                else
                    throw new NoSuchElementException();
            }

            public int nextIndex() {
                return i.nextIndex() - offset;
            }

            public int previousIndex() {
                return i.previousIndex() - offset;
            }

            public void remove() {
                i.remove();
                SubList.this.modCount = l.modCount;
                size--;
            }

            public void set(E e) {
                i.set(e);
            }

            public void add(E e) {
                i.add(e);
                SubList.this.modCount = l.modCount;
                size++;
            }
        };
    }

    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        return new SubList<>(this, fromIndex, toIndex);
    }

    private void rangeCheck(int index) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    private String outOfBoundsMsg(int index) {
        return "Index: "+index+", Size: "+size;
    }

    private void checkForComodification() {
        if (this.modCount != l.modCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

class RandomAccessSubList<E> extends SubList<E> implements RandomAccess {
    RandomAccessSubList(AbstractList<E> list, int fromIndex, int toIndex) {
        super(list, fromIndex, toIndex);
    }

    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        return new RandomAccessSubList<>(this, fromIndex, toIndex);
    }
}

AbstractSet

AbstractSet是一个继承与AbstractCollection，并且实现了Set接口的抽象类。由于Set接口和Collection接口中的API完全一样，所以Set也就没有自己单独的API。和AbstractCollection一样，它实现了List中除iterator()和size()外的方法。所以源码和AbstractCollection的一样。

AbstractSet的主要作用：它实现了Set接口中的大部分函数，从而方便其他类实现Set接口。