稍等一下，让我们首先说明一下 Java 的工作原理，因为如果没有这些知识，您就无法理解关于“一切皆链接”这些相互矛盾的说法。

在 Java 中，每个变量都是固定大小的，而且非常小。这非常方便，因为它允许我们做出一些宏大而笼统的声明，例如“每当调用一个方法时，每个参数都会被复制到你正在调用的方法中；该方法可以对这些副本进行任何操作，并且一旦该方法执行完毕，这些副本就会消失”。毕竟，如果你做出这样的声明，并且一个变量有 2GB 大，那么传递它会非常迅速地导致内存不足的错误。

但是，这如何实现呢？当然List<String> list = enumerateEveryWordInTheCollectedWorksOfShakespeare();不是“固定的、小尺寸的”。

这就是第二部分要讨论的：在 Java 中，有原语，也就是以下硬编码的类型列表：int，，，，，，，，。 （这个列表一直都是固定的，永远不会改变，你无法创建自己的原语 ^ 1 ）——每一个原语都是“固定的、小尺寸的”（具体来说long，它们都是 64 位或更short小的）。其他所有东西都是引用。一个指针。bytedoublefloatcharboolean

当你写：

String x = "hello";

那么说“x 是 hello”是错误的。它不对。x 是对它的一个引用。

就像“Hello”是一栋房子（想想看：字符串可以任意长，可以是莎士比亚的全集，远非“固定长度”，而是小尺寸的），而 x 仅仅是地址簿中的一页。它是一条指示，告诉你如何到达那栋房子。有了这一页，如果你想知道房子是不是红色的，你就能做到——只要……去那里看看就行。你所需要的只是这一页。但你确实需要花费一些时间，可以这么说。

ArrayList

ArrayList 正是“链接列表”的确切含义：根据定义，你不能拥有一个原始值的数组列表（你可以拥有一个List<Integer>；Integer它是带框的，即“引用”版本的int。List<int>在 Java 中是无效的），因此，它必须是一个引用列表。这意味着ArrayList 是一个地址簿。它是一个地址列表。

该列表是“连续的”——也就是说，地址簿是完整的，并且按照您期望的顺序排列。如果您现在在地址簿的第 5 页，并且对第 6 页的地址感兴趣，那么我保证第 6 页就在附近。只需……翻过这一页，就在那里。保证。

ArrayList 的一个缺点是，它和实际的地址簿一样，大小是固定的。那么，当你的地址簿写满时会发生什么呢？ArrayList 的实现会施展一些神秘的魔法，让列表看起来好像没有“哎呀，它满了”的问题：它会购买一本新的、更大的地址簿，手动复制旧地址簿中的每个地址，迅速用这本新地址簿替换你的地址簿，然后将旧地址簿扔进垃圾桶，所有这一切都是其正常操作的一部分。调用方法与其说是对对象“做”某事，不如说是要求对象为你做这件事。ArrayList 是一个地址簿，它能够理解如何出去，购买一本新的更大的地址簿，将自己复制到新的地址簿中，将自己的意识转移到新的地址簿中，然后将旧的自己扔进垃圾桶。

LinkedList

LinkedList 就像一本地址簿，你可以把它撕下来，然后把它们散落在房间里的各个角落。你知道地址簿的第一页在哪里，但也就仅此而已了。幸运的是，每一页都列出了你隐藏下一页和上一页的位置。所以，假设你想去地址簿第五页的房子，因为你想知道它是什么颜色的，你找到第一页，上面写着“你把第二页塞到沙发后面了”，你找到第二页，上面写着“第三页在冰箱顶上”，你找到第三页，上面写着“第四页在桌子上”，第四页写着“第五页也在桌子上”，最后你就可以去那栋房子了。

这个过程真是太耗时了。但它有一个好处：你永远不需要买一本新的通讯录，再把旧的满满当当的抄过来。毕竟，有了这个散页系统，如果页数不够了，只要在房间里再放几张空白页就可以了。这虽然不是什么大优点，但我想也算是一个优点吧。

现在，如果你碰巧创建了一个链表，并立即填满了其中的前 500 页，那么很可能所有 500 页仍然堆放在你的桌子上，或多或少地按顺序排列。但因为你无法确定，所以即使情况如此，如果你想去第 250 页列出的房子，你仍然必须依次浏览每一页，而使用 arraylist 地址簿，你可以一次性直接跳到第 250 页。

但 LinkedList 并不要求你创建的时候就把它填满，如果时间一长，就会出现“页面乱七八糟”的情况。

...情况变得更糟！

我们链表地址簿的每一页实际上存储了三项内容，而不是一项。它存储了上一页的位置、下一页的位置，当然还有房屋的地址。每一项都是一个“固定的小东西”（引用）。但这三项加在一起——这可不是 Java 的工作原理，太多了。

因此，实际上 LinkedList 更像是“地址簿的每一页实际上是一本小小的地址簿，里面有 3 页，第一页解释前一个帖子在哪里，第一页解释下一个帖子在哪里，第一页是房子的地址”，这些迷你地址簿到处都是，还有一堆解释在哪里可以找到迷你地址簿的贴子。

现在回到 Java 的工作原理

LinkedList 由对第一个节点和最后一个节点的引用组成。节点是一个小对象，它包含对下一个节点、上一个节点以及列表中此条目所代表的对象的引用。例如，要遍历链表的前 10 个元素并全部打印出来，JVM 必须解析对链表的引用，从那里解析对第一个节点的引用，从那里解析对对象的引用并打印出来，然后解析对下一个节点的引用，解析对对象的引用并打印出来，解析对下一个节点的引用，依此类推。

每个小节点对象都是在你添加对象时创建的，除非你恰好一次性完成所有操作，否则这些节点对象会散落在堆的各个角落。当然，列表中包含的实际对象也可能散落在堆的各个角落，这取决于它们的创建时间。

相比之下，使用ArrayList，你只需保证对列表中包含的实际对象的引用是连续的。这些对象可能不是连续的，但至少对它们的引用是连续的。

那么这意味着什么？

它可以归结为两个词，这就是作为一名 Java 程序员你必须了解的有关链表的全部内容。

LinkedList 不好。

就是这样。就是这样。LL 是正确答案的情况少之又少。ArrayList 通常更好，但并非总是如此；然而，在几乎所有可以想象到的用例中，其他一些集合变体都会比 LL 更好。

各种与语言无关的 LL 观点都声称它们可能适用于 LinkedList，但不适用于Java的观点。例如，“链表的优点是，给定列表中的一个对象，可以在其后快速插入一个对象”。这是错误的——给定链表中的一个条目，您无法在 Java 中“返回”到该链表的节点。本质上，在 Java 中开始享受 LL 好处的唯一方法是使用很少使用的.listIterator()方法，这种方法确实可以以 ArrayList 无法比拟的方式快速插入值。没有 listIterator，LL 唯一能做而 AL 做不到的事情就是“从开始和结束快速添加/删除”。

但如果这就是您想要的，ArrayDeque那么使用“可以让您从任一端快速添加/删除的列表”会更加高效。

[1] Valhalla 和 Panama 的诸多方面意味着这些声明很快就会需要大量附加说明。从 JDK24 开始，这一点是准确的。如果你知道 Valhalla 和 Panama 项目是什么——是的，改变即将到来。

是的，ArrayList 将引用存储在连续的数组中，从而加快了 CPU 缓存的顺序访问速度。LinkedList 节点分散在内存中，导致更多缓存未命中。

我将用两种方式来回答这个问题：一种是技术性的回答，另一种是简单易懂的例子。在回答这个问题之前，我必须做一些研究，简化问题总是对我有帮助，所以让我们先介绍一下缓存术语：

缓存：缓存就像一张专门的阅览桌，上面放着最常用的书籍。计算机不用每次都跑到书架深处，而是可以从阅览桌里抓取特定的书籍。

那么这与您的问题有何关系？

ArrayList将数据存储在阅读桌上的一行中。因此，当计算机阅读一本书时，它附近已经有下一本书了，这使得阅读速度非常快且高效。因此，顺序访问速度更快。

LinkedList就像一套散落的书，你必须按照注释找到下一本书。每当计算机需要一本新书时，它就必须穿过另一个书架。

现在你可能想要一个更“技术性”的答案，所以这里是：

在ArrayList中：

由于所有元素都在同一个缓存块中，访问一个元素时会自动将附近的元素加载到缓存中。这显然会使迭代速度更快，因为 CPU 一次可以检索更多元素。

在 LinkedList 中：

由于节点分散在内存中，访问一个节点并不能保证下一个节点就在附近。每次访问节点都涉及指针解引用，从而导致更高的缓存未命中率。

总而言之：当迭代 LinkedList 时，对象引用和下一个节点引用都需要解析，这通常会导致比 ArrayList 更多的缓存未命中，其中下一个元素只是内存中的下一个位置。

这篇文章对我有帮助：为什么缓存局部性对数组性能如此重要？ Stack Overflow 上的这个讨论与此类似。它深入探讨了数组相对于链表的缓存局部性优势。