图解 | 最全面的 ArrayList 源码解析 (干货满满！！！)

目录

一、ArrayList使用

二、ArrayList继承关系

三、ArrayList的构造方法

四、add()方法原理

五、get()方法原理

六、remove()方法原理

七、add()在指定位置添加元素方法原理

八、modCount的作用

九、总结

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一、ArrayList使用

在介绍底层实现之前先来介绍一下ArrayList的基本使用方法，大家可以自己运行一下，看一下运行结果。

List<String> nameList = new ArrayList<>();
// 添加三个元素
nameList.add("张三");
nameList.add("李四");
nameList.add("王五");

// 取出第一个元素
String firstName = nameList.get(0);
System.out.println("第一个元素：" + firstName);

// 删除第一个元素
String removeName = nameList.remove(0);
System.out.println("删除元素：" + removeName);
System.out.println("====for循环遍历====");

// 遍历nameList，第一种方法：for循环
for (String name : nameList) {
    System.out.println(name);
}
System.out.println("====foreach遍历====");
// 遍历nameList, 第二种方法：foreach
nameList.forEach(System.out::println);
System.out.println("====迭代器遍历====");

// 遍历nameList, 第三种方法：迭代器
Iterator<String> nameIterator = nameList.iterator();
while (nameIterator.hasNext()) {
    System.out.println(nameIterator.next());
}

二、ArrayList继承关系

ArrayList类的继承关系如下，一般认为一个类实现类某个接口或继承了某个类，这个类具有某个类或接口的能力。

自底向上分析，ArrayList实现了RandomAccess接口说明ArrayList具有随机访问元素的能力，实现了Cloneable接口，说明ArrayList可以进行深拷贝，ArrayList还实现了Serializable接口，说明它是可以被序列化的，并且ArrayList还实现了List接口。

除此之外，ArrayList还继承了AbstractCollection抽象类，可以复用一些父类已经实现的方法，这里应用了一种经典设计模式—模板方法模式。

AbstractCollection和List又分别实现和继承了Collection接口，Collection接口又继承了Iterable，也就是说所有Collection接口的实现类，都具有迭代元素的能力。

三、ArrayList的构造方法

ArrayList正如它的名字，它存储数据采用了数组这种数据结构，所有的数据保存在ArrayList的成员变量elementData数组中，并且标记了transient，说明这个成员变量是不参与序列化的。

transient Object[] elementData;

另一个成员变量size表示了ArrayList元素的个数。

private int size;

那么ArrayList是如何初始化这个数组的呢？先从ArrayList的构造函数着手分析，ArrayList一共有三个构造函数，

最常用的就是无参构造函数，调用这个构造方法会创建一个空的数组对象。

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

DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA是一个静态的空数组常量。

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

第二个构造方法，支持指定初始化容量，如果传入的初始容量大于0，则会按照传入的容量进行数组的初始化，如果初始化容量为0，则初始化一个空数组对象，如果初始化容量小于0，直接抛出异常。

public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementDat