ArrayList源码解析

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ArrayList 是List的一种实现，也是我们最常用的集合之一。

ArrayList 实现 RandomAccess，Cloneable，Serializable 三个接口，说明此集合可以被克隆、序列化，实现RandomAccess（此为标记接口，内部没有任何方法），说明可以更快的通过下标访问元素。

ArrayList 默认初始化大小为10，源码如下

// 默认容量大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 空元素
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 默认大小的空集合
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 元素集合
transient Object[] elementData;
// 集合内元素的个数
private int size;
// 数组最大容量
 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

ArrayList 有多种初始化方式

无参构造

 public ArrayList() {
    // 把空数组对象赋值给 元素集合
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

初始化容量构造【手动创建集合大小】

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);
    }
}

集合构造【把已知集合转化为ArrayList】

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;
    }
}

以下以无参构造为例，通过源码说明ArrayList扩容问题

List list = new ArrayList();
list.add(1);

add方法源码如下

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1); 
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

// 计算容量
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    // 第一次调用 add() 方法时，返回默认容量10
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    // 如果新增元素已经超过集合容量，则调整集合容量
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 由此处可以看到，当新增元素超过集合容量时，ArrayList的容量扩展为 150%
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    // 如果扩展容量后的大小超过定义的集合最大容量
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
    	// 此方法为设置允许的最大值
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) 
        throw new OutOfMemoryError();
    // 如果扩容后大于默认最大值，则返回允许的最大值 Integer.MAX_VALUE=2147483647
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE;
}

由 hugeCapacity() 可知，虽然 ArrayList 是可以动态扩容的，但并非可以无限扩容。最大容量即为 Integer.MAX_VALUE .

由于ArrayList 内部方法众多，本篇博文仅作为提供源码思路，其他方法的可按此篇进行探索。