Java 迭代器模式在框架源码中怎么看到

云枫君_1631

云枫君_1631

2026-10-12

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原创

java迭代器模式并非独立模块,而是深度融入集合类设计,如arraylist的私有内部类itr和hashmap的hashiterator,均实现iterator接口并封装遍历状态,体现解耦遍历与数据结构的核心思想。

java 迭代器模式在框架源码中怎么看到

Java 迭代器模式在框架源码中不是以“独立模块”形式存在,而是深度融入集合类的设计骨架里。你不需要去某个特定包下找“IteratorPattern.java”,它就藏在 ArrayList、HashMap、LinkedList 等类的内部实现中,尤其体现在它们对 Iterable 和 Iterator 接口的实现方式上。


直接看 JDK 集合类的 iterator() 方法实现

打开 java.util.ArrayList 源码(JDK 8+),搜索 iterator() 方法:

public Iterator<e> iterator() {
    return new Itr();
}</e>

这个 Itr 是 ArrayList 的私有内部类,实现了 Iterator<e></e> 接口。它包含:

  • int cursor:记录下一个要返回元素的索引
  • int lastRet = -1:记录上一次 next() 返回元素的索引(用于 remove() 安全校验)
  • int expectedModCount:检测并发修改(fail-fast 机制)

它把遍历状态(位置、容错逻辑)完全封装在内部,外部调用者只和统一的 hasNext() / next() 交互——这正是迭代器模式的核心:解耦遍历行为与数据结构。

✅ 小技巧:在 IntelliJ 中按 Ctrl + 左键点击 list.iterator(),会直接跳转到该内部类;或反编译 .class 文件也能看到 Itr 类定义。


看 HashMap 的双迭代器设计

HashMap 不同于数组型集合,它底层是数组 + 链表/红黑树,遍历逻辑更复杂。它的 iterator() 返回的是 KeyIterator、ValueIterator 或 EntryIterator ——三者都继承自同一个抽象迭代器 HashIterator:

abstract class HashIterator {
    int nextIndex;        // 下一个桶索引
    Node<k> next;       // 下一个节点
    Node<k> current;
    int expectedModCount;

    HashIterator() {
        expectedModCount = modCount;
        Node<k>[] t = table;
        int i = t == null ? 0 : t.length;
        while (i > 0 && (next = t[--i]) == null) // 找第一个非空桶
            ;
        nextIndex = i;
    }

    public final boolean hasNext() { return next != null; }
    final Node<k> nextNode() { /* 跳转到链表/树下一个有效节点 */ }
}</k></k></k></k>

这里体现了迭代器模式的另一关键点:同一聚合对象可提供多种具体迭代器(遍历 key、value、entry),而对外仍保持 Iterator<k></k>、Iterator<v></v> 等统一接口。

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看 for-each 循环背后的调用链

写一句 for (String s : list),编译后实际等价于:

for (Iterator<string> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
    String s = it.next();
}</string>

而 list.iterator() 正是具体聚合类(如 ArrayList)对 Iterable<t></t> 接口的实现。Iterable 是迭代器模式中「抽象聚合」角色的体现:

public interface Iterable<t> {
    Iterator<t> iterator(); // 创建迭代器的工厂方法
    default void forEach(Consumer super T> action) { ... }
}</t></t>

所有 Collection 子接口(List、Set、Queue)都继承 Iterable,所以所有标准集合天然支持迭代器模式。


看 Spring、MyBatis 等框架中的延伸用法

虽然不是 JDK 层面,但主流框架也延续该思想:

  • Spring Data JPA 的 Page<t></t>:Page 实现了 Iterable<t></t>,让你能直接 for (User u : page),其 iterator() 返回一个包装了分页数据的 Iterator。
  • MyBatis 的 Cursor<t></t>:用于流式读取大数据集,本质是带资源管理的迭代器,避免 OOM —— 它也实现了 Iterator<t></t>,且重写了 remove() 和 close()。

这些都不是“重新发明轮子”,而是基于 JDK 的 Iterator 接口做语义扩展,印证了迭代器模式的可组合性与可扩展性。


不复杂但容易忽略:它不在某个 design-pattern 包里,就在你每天写的 list.iterator() 和 for (x : coll) 里面。

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