1、ArrayList源码解析(arraylist源码分析1.8)

1 概述 ArrayList实现了List接口，是 顺序容器，允许放入null元素 有一个容量(capacity)，表示底层数组的实际大小。如果容量不足，容器会 自动增大底层数组的大小 支持泛型，泛型擦除后，容器的元素都是 Object类型 ArrayList没有实现同步(synchronized) ... 目录1 概述2 底层数据结构3 构造函数4 自动扩容5 set() get() remove()6 Fail-Fast机制1 概述ArrayList实现了List接口，是 顺序容器，允许放入null元素有一个容量(capacity)，表示底层数组的实际大小。如果容量不足，容器会 自动增大底层数组的大小支持泛型，泛型擦除后，容器的元素都是 Object类型ArrayList没有实现同步(synchronized)，因此它是 线程不安全的。（vector线程安全）关于数组：一旦数组初始化完成，则长度不可改变 因此ArrayList扩容时会涉及数组的拷贝 2 底层数据结构

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两个重要成员变量

Object[] elementData：

存储列表元素的数组；该数组的长度就是列表的容量列表的容量是指它所能存储元素的最大个数

size：

列表的大小。指当前列表包含的元素个数，跟容量不是一个概念

size 跟 elementData数组长度是不一样的。elementData 允许长度大于元素的个数

transient Object[] elementData; //存储列表元素的数组 private int size;//元素的数量 protected transient int modCount = 0; //list的修改次数3 构造函数

有三个构造函数：

指定初始容量大小时，创建一个容量为参数的Object数组，并赋值给数据数组不指定初始容量大小时，数据数组赋值为一个无限容量的空数组构造参数为集合类型，将参数转换成Object类型数组，并赋值给数据数组注意，只有当第一次add元素时，才会指定数组的长度

参照源码：

//指定初始容量大小时，创建一个容量为参数的Object数组，并赋值给数据数组 public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } }// 不指定初始容量大小时，数据数组赋值为一个无限容量的空数组 public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }// 构造参数为集合类型，将参数转换成Object类型数组，并赋值给数据数组 public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }4 自动扩容添加元素时，会判断添加后是否超出当前数组长度，超出则会执行数组扩容；数组扩容时，会将老数组中的元素重新 拷贝一份到新的数组中。（因为数组长度不可变，因此需要创建新数组）数组执行扩容，扩容后的容量为扩容前的 1.5倍尽可能评估所需要容量的大小，避免扩容。（因为扩容占用更多的内存）

参考源码:

重点！！！！！：添加前，都判断是否需要扩容：（如果size+1后，超过elementData的长度，则执行扩容，扩容为原来的1.5倍）

public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // size 初始化时是0， elementData[size++] = e; return true;}private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}//计算所需容量:第一次添加时，容量为10；反则，容量为当前长度+1private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//DEFAULT_CAPACITY = 10,即第一次添加时，数组长度变为10 } return minCapacity;//如果数组不为空时，最小长度是当前长度+1}//再次计算数组所需容量private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++;//列表修改次数递增 //所需容量大于数组的长度,则执行扩容 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity);}//扩容，数组的内存状态已经发生变化了private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// 新的长度为旧长度的1.5倍 【右移1位（除以2）】 if (newCapacity - minCapacity < 0) // 如果扩容后的长度小于所需要的最小长度，则使用最小长度(基本不会发生) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) //这里是极限的情况，即逼近数组分配的最大内存空间 newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); // 执行数组拷贝}5 set() get() remove()set()方法也就变得非常简单，直接对数组的指定位置赋值即可。public E set(int index, E element) { rangeCheck(index);//下标越界检查 E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element;//赋值到指定位置，复制的仅仅是引用 return oldValue;//返回原先位置上的元素}get()方法同样很简单，唯一要注意的是由于底层数组是Object[]，得到元素后需要进行类型转换。public E get(int index) { rangeCheck(index); return (E) elementData[index];//注意类型转换}remove()方法也有两个版本，一个是remove(int index)删除指定位置的元素，另一个是remove(Object o)删除第一个满足o.equals(elementData[index])的元素。删除操作是add()操作的逆过程，需要将删除点之后的元素向前移动一个位置。需要注意的是为了让GC起作用，必须显式的为最后一个位置赋null值。public E remove(int index) { rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; //清除该位置的引用，让GC起作用 return oldValue;}6 Fail-Fast机制

ArrayList也采用了快速失败的机制，通过记录 modCount 参数来实现。在面对并发的修改时，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。