ArrayList扩容机制(源码级)直接Debug模式带你手撕源码

本文深入解析ArrayList的扩容机制，从构造方法开始，探讨初始容量、空实例共享数组，到添加元素时如何触发扩容。通过Debug模式跟踪源码，详细解释ensureCapacityInternal、ensureExplicityCapacity及grow方法的工作流程，展示ArrayList如何动态调整容量以适应元素增长，最终实现扩容操作。

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     ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

首先我们先创建初始化一个ArrayList，在初始化时，会调用ArrayList的构造方法，有几个要记住的点，如下：

请区别开size和CAPACITY(容量)，容量相当于一个杯子容量为500ml，size相当于你实际装进去的水。

默认初始容量：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

用于空实例的共享空数组实例：

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

用于默认大小的空实例的共享空数组实例：

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

存储 ArrayList 元素的数组缓冲区：

transient Object[] elementData;

注意： ArrayList 的容量就是这个数组缓冲区的长度。当添加第一个元素时，任何具有 elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的空 ArrayList 都将扩展为 DEFAULT_CAPACITY

ArrayList 的大小（它包含的元素数量）：

private int size;

好了，了解了以上之后，我们调用构造方法：

    

    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

请注意，elementData是个Object的数组，只被声明，没有被初始化，该构造方法相当于把一个空的Object数组赋给elementData，size为0。所以该ArrayList的容量为默认初始容量DEFAULT_CAPACITY = 10

这样，一个ArrayList就被初始化好了，现在我们调用它的add方法。

list.add("1");

通过Debug模式，我们会追溯其源码。

然后进入到ArrayList的add方法中。

这里面又调用了ensureCapacityInternal方法，把size+1传进去，相当于把原来的size(此时为0)+1传进去。

我们进去再看看ensureCapacityInternal方法

此时，最小容量为1，然后进入if语句中。还记得吗，elementData在我们初始化ArrayList的时候，构造方法把等号右边这个数组赋给了它，所以判断为true

现在，取DEFAULT_CAPACITY与最小容量的最大值，并且再赋给minCapacity，此时DEFAULT_CAPACITY==10，所以minCapacity==10

然后进入ensureExplicityCapacity方法中，把minCapacity传进去。

modCount++这行代码暂且可以不管，与本次扩容无关，我们直接看下面的代码

进行一次比较，minCapacity此时为10,elementData这个数组的长度，因为现在为空，所以elementData.length ==0，判断为true，运行下面的grow方法，并且把minCapacity传进去

oldCapacity是原来的容量 = elementData.length = 0,

newCapacity是新容量 = oldCapacity + (oldCapacity >> 1) （位运算符，向右移1位可以理解为除以2）

所以newCapacity = 0

进行比较，newCapacity显然小于minCapacity(10)

所以把最小容量赋值给新容量，newCapacity =10;

再进行一次比较，新容量是否大于ArrayList所定义的最大限量的容量，具体值为图所示，显然为false，所以newCapacity = hugeCapacity(minCapacity)不用执行。

然后，执行Arrays.copyOf()方法，该方法会复制指定的数组，截断或填充空值（如有必要），使副本具有指定的长度，相当于把elementData的length扩充为10，并且填充默认值。

至此，扩容完成。

最后返回到add方法中，将elementData的size(请区别现在的size变量和上述的length)，当前size为0，所以把e(是我们传进来的String "1") 赋给坐标为elementData[0] 的元素，然后ArrayList的size++。

还有一些未补充和没说完整的，以后再补充。