ArrayList内存结构

最新推荐文章于 2024-07-20 16:50:31 发布

易（Master Yi）

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分类专栏： java 文章标签： ArrayList 内存

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本文深入探讨了ArrayList在Java中的内存管理方式，揭示了其通过数组存放数据引用，并在需要时重新分配更大内存空间的机制。文章详细解释了ArrayList初始化、元素添加及删除时的内存操作流程，对于理解Java集合框架的内部实现具有重要意义。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

ArrayList内存结构

结论：

ArrayList 存放数据的是数组
ArrayList 存放数据**（引用）**的始终是一块连续的内存空间
初始化ArrayList时，在内存中分配一块区域，存放数组
添加元素，如果分配的空间已经用完，就开辟一块大的空间，将原数据**（引用）**复制过去。
删除元素的时候，将删除元素右侧的所有元素**（引用）**左移一位
arraylist存放的元素引用是连续的，引用指向的对象不是连续的，可能分散在不同的堆内存空间中。（感谢 You∩Me=∅ 同学勘误）

arraylist 是否连续讨论https://stackoverflow.com/questions/41929556/is-memory-contiguous-allocated-for-arraylist

以下是ArrayList部分源代码，上述结论由以下代码得出

初始化ArrayList时，在内存中分配一块区域，存放数组

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}  
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);
    }
}

当add的时候，如果分配的空间已经用完，就开辟一块大的空间，将原数据复制过去。

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

当remove的时候，将删除元素右侧的所有元素左移一位

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; // clear to let GC do its work

    return oldValue;
}