ArrayList源码剖析

ArrayList简介

    ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长，类似于C语言中的动态申请内存，动态增长内存。

    ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类，也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。

    ArrayList实现了Serializable接口，因此它支持序列化，能够通过序列化传输，实现了RandomAccess接口，支持快速随机访问，实际上就是通过下标序号进行快速访问，实现了Cloneable接口，能被克隆。

ArrayList源码剖析

    ArrayList的源码如下（加入了比较详细的注释）：出处：http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/35568011

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1. package java.util;    
2.    
3. public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>    
4.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
5. {    
6.     // 序列版本号    
7.     private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;    
8.    
9.     // ArrayList基于该数组实现，用该数组保存数据   
10.     private transient Object[] elementData;    
11.    
12.     // ArrayList中实际数据的数量    
13.     private int size;    
14.    
15.     // ArrayList带容量大小的构造函数。    
16.     public ArrayList(int initialCapacity) {    
17.         super();    
18.         if (initialCapacity < 0)    
19.             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
20.                                                initialCapacity);    
21.         // 新建一个数组    
22.         this.elementData = new Object[initialCapacity];    
23.     }    
24.    
25.     // ArrayList无参构造函数。默认容量是10。    
26.     public ArrayList() {    
27.         this(10);    
28.     }    
29.    
30.     // 创建一个包含collection的ArrayList    
31.     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {    
32.         elementData = c.toArray();    
33.         size = elementData.length;    
34.         if (elementData.getClass() != Object[].class)    
35.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);    
36.     }    
37.    
38.    
39.     // 将当前容量值设为实际元素个数    
40.     public void trimToSize() {    
41.         modCount++;    
42.         int oldCapacity = elementData.length;    
43.         if (size < oldCapacity) {    
44.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
45.         }    
46.     }    
47.    
48.    
49.     // 确定ArrarList的容量。    
50.     // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
51.     public void ensureCapacity(int minCapacity) {    
52.         // 将“修改统计数”+1，该变量主要是用来实现fail-fast机制的    
53.         modCount++;    
54.         int oldCapacity = elementData.length;    
55.         // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
56.         if (minCapacity > oldCapacity) {    
57.             Object oldData[] = elementData;    
58.             int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;    
59.             //如果还不够，则直接将minCapacity设置为当前容量  
60.             if (newCapacity < minCapacity)    
61.                 newCapacity = minCapacity;    
62.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
63.         }    
64.     }    
65.    
66.     // 添加元素e    
67.     public boolean add(E e) {    
68.         // 确定ArrayList的容量大小    
69.         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
70.         // 添加e到ArrayList中    
71.         elementData[size++] = e;    
72.         return true;    
73.     }    
74.    
75.     // 返回ArrayList的实际大小    
76.     public int size() {    
77.         return size;    
78.     }    
79.    
80.     // ArrayList是否包含Object(o)    
81.     public boolean contains(Object o) {    
82.         return indexOf(o) >= 0;    
83.     }    
84.    
85.     //返回ArrayList是否为空    
86.     public boolean isEmpty() {    
87.         return size == 0;    
88.     }    
89.    
90.     // 正向查找，返回元素的索引值    
91.     public int indexOf(Object o) {    
92.         if (o == null) {    
93.             for (int i = 0; i < size; i++)    
94.             if (elementData[i]==null)    
95.                 return i;    
96.             } else {    
97.                 for (int i = 0; i < size; i++)    
98.                 if (o.equals(elementData[i]))    
99.                     return i;    
100.             }    
101.             return -1;    
102.         }    
103.    
104.         // 反向查找，返回元素的索引值    
105.         public int lastIndexOf(Object o) {    
106.         if (o == null) {    
107.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
108.             if (elementData[i]==null)    
109.                 return i;    
110.         } else {    
111.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
112.             if (o.equals(elementData[i]))    
113.                 return i;    
114.         }    
115.         return -1;    
116.     }    
117.    
118.     // 反向查找(从数组末尾向开始查找)，返回元素(o)的索引值    
119.     public int lastIndexOf(Object o) {    
120.         if (o == null) {    
121.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
122.             if (elementData[i]==null)    
123.                 return i;    
124.         } else {    
125.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
126.             if (o.equals(elementData[i]))    
127.                 return i;    
128.         }    
129.         return -1;    
130.     }    
131.      
132.    
133.     // 返回ArrayList的Object数组    
134.     public Object[] toArray() {    
135.         return Arrays.copyOf(elementData, size);    
136.     }    
137.    
138.     // 返回ArrayList元素组成的数组  
139.     public <T> T[] toArray(T[] a) {    
140.         // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数；    
141.         // 则新建一个T[]数组，数组大小是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中    
142.         if (a.length < size)    
143.             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());    
144.    
145.         // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数；    
146.         // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。    
147.         System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);    
148.         if (a.length > size)    
149.             a[size] = null;    
150.         return a;    
151.     }    
152.    
153.     // 获取index位置的元素值    
154.     public E get(int index) {    
155.         RangeCheck(index);    
156.    
157.         return (E) elementData[index];    
158.     }    
159.    
160.     // 设置index位置的值为element    
161.     public E set(int index, E element) {    
162.         RangeCheck(index);    
163.    
164.         E oldValue = (E) elementData[index];    
165.         elementData[index] = element;    
166.         return oldValue;    
167.     }    
168.    
169.     // 将e添加到ArrayList中    
170.     public boolean add(E e) {    
171.         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
172.         elementData[size++] = e;    
173.         return true;    
174.     }    
175.    
176.     // 将e添加到ArrayList的指定位置    
177.     public void add(int index, E element) {    
178.         if (index > size || index < 0)    
179.             throw new IndexOutOfBoundsException(    
180.             "Index: "+index+", Size: "+size);    
181.    
182.         ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!    
183.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,    
184.              size - index);    
185.         elementData[index] = element;    
186.         size++;    
187.     }    
188.    
189.     // 删除ArrayList指定位置的元素    
190.     public E remove(int index) {    
191.         RangeCheck(index);    
192.    
193.         modCount++;    
194.         E oldValue = (E) elementData[index];    
195.    
196.         int numMoved = size - index - 1;    
197.         if (numMoved > 0)    
198.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
199.                  numMoved);    
200.         elementData[--size] = null; // Let gc do its work    
201.    
202.         return oldValue;    
203.     }    
204.    
205.     // 删除ArrayList的指定元素    
206.     public boolean remove(Object o) {    
207.         if (o == null) {    
208.                 for (int index = 0; index < size; index++)    
209.             if (elementData[index] == null) {    
210.                 fastRemove(index);    
211.                 return true;    
212.             }    
213.         } else {    
214.             for (int index = 0; index < size; index++)    
215.             if (o.equals(elementData[index])) {    
216.                 fastRemove(index);    
217.                 return true;    
218.             }    
219.         }    
220.         return false;    
221.     }    
222.    
223.    
224.     // 快速删除第index个元素    
225.     private void fastRemove(int index) {    
226.         modCount++;    
227.         int numMoved = size - index - 1;    
228.         // 从"index+1"开始，用后面的元素替换前面的元素。    
229.         if (numMoved > 0)    
230.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
231.                              numMoved);    
232.         // 将最后一个元素设为null    
233.         elementData[--size] = null; // Let gc do its work    
234.     }    
235.    
236.     // 删除元素    
237.     public boolean remove(Object o) {    
238.         if (o == null) {    
239.             for (int index = 0; index < size; index++)    
240.             if (elementData[index] == null) {    
241.                 fastRemove(index);    
242.             return true;    
243.             }    
244.         } else {    
245.             // 便利ArrayList，找到“元素o”，则删除，并返回true。    
246.             for (int index = 0; index < size; index++)    
247.             if (o.equals(elementData[index])) {    
248.                 fastRemove(index);    
249.             return true;    
250.             }    
251.         }    
252.         return false;    
253.     }    
254.    
255.     // 清空ArrayList，将全部的元素设为null    
256.     public void clear() {    
257.         modCount++;    
258.    
259.         for (int i = 0; i < size; i++)    
260.             elementData[i] = null;    
261.    
262.         size = 0;    
263.     }    
264.    
265.     // 将集合c追加到ArrayList中    
266.     public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {    
267.         Object[] a = c.toArray();    
268.         int numNew = a.length;    
269.         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount    
270.         System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);    
271.         size += numNew;    
272.         return numNew != 0;    
273.     }    
274.    
275.     // 从index位置开始，将集合c添加到ArrayList    
276.     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {    
277.         if (index > size || index < 0)    
278.             throw new IndexOutOfBoundsException(    
279.             "Index: " + index + ", Size: " + size);    
280.    
281.         Object[] a = c.toArray();    
282.         int numNew = a.length;    
283.         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount    
284.    
285.         int numMoved = size - index;    
286.         if (numMoved > 0)    
287.             System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,    
288.                  numMoved);    
289.    
290.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
291.         size += numNew;    
292.         return numNew != 0;    
293.     }    
294.    
295.     // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。    
296.     protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {    
297.     modCount++;    
298.     int numMoved = size - toIndex;    
299.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
300.                          numMoved);    
301.    
302.     // Let gc do its work    
303.     int newSize = size - (toIndex-fromIndex);    
304.     while (size != newSize)    
305.         elementData[--size] = null;    
306.     }    
307.    
308.     private void RangeCheck(int index) {    
309.     if (index >= size)    
310.         throw new IndexOutOfBoundsException(    
311.         "Index: "+index+", Size: "+size);    
312.     }    
313.    
314.    
315.     // 克隆函数    
316.     public Object clone() {    
317.         try {    
318.             ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();    
319.             // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中    
320.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
321.             v.modCount = 0;    
322.             return v;    
323.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
324.             // this shouldn't happen, since we are Cloneable    
325.             throw new InternalError();    
326.         }    
327.     }    
328.    
329.    
330.     // java.io.Serializable的写入函数    
331.     // 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中    
332.     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
333.         throws java.io.IOException{    
334.     // Write out element count, and any hidden stuff    
335.     int expectedModCount = modCount;    
336.     s.defaultWriteObject();    
337.    
338.         // 写入“数组的容量”    
339.         s.writeInt(elementData.length);    
340.    
341.     // 写入“数组的每一个元素”    
342.     for (int i=0; i<size; i++)    
343.             s.writeObject(elementData[i]);    
344.    
345.     if (modCount != expectedModCount) {    
346.             throw new ConcurrentModificationException();    
347.         }    
348.    
349.     }    
350.    
351.    
352.     // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出    
353.     // 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出    
354.     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)    
355.         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {    
356.         // Read in size, and any hidden stuff    
357.         s.defaultReadObject();    
358.    
359.         // 从输入流中读取ArrayList的“容量”    
360.         int arrayLength = s.readInt();    
361.         Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];    
362.    
363.         // 从输入流中将“所有的元素值”读出    
364.         for (int i=0; i<size; i++)    
365.             a[i] = s.readObject();    
366.     }    
367. }  

package java.util;  
 
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>  
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  
{  
    // 序列版本号  
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;  
 
    // ArrayList基于该数组实现，用该数组保存数据 
    private transient Object[] elementData;  
 
    // ArrayList中实际数据的数量  
    private int size;  
 
    // ArrayList带容量大小的构造函数。  
    public ArrayList(int initialCapacity) {  
        super();  
        if (initialCapacity < 0)  
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+  
                                               initialCapacity);  
        // 新建一个数组  
        this.elementData = new Object[initialCapacity];  
    }  
 
    // ArrayList无参构造函数。默认容量是10。  
    public ArrayList() {  
        this(10);  
    }  
 
    // 创建一个包含collection的ArrayList  
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {  
        elementData = c.toArray();  
        size = elementData.length;  
        if (elementData.getClass() != Object[].class)  
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);  
    }  
 
 
    // 将当前容量值设为实际元素个数  
    public void trimToSize() {  
        modCount++;  
        int oldCapacity = elementData.length;  
        if (size < oldCapacity) {  
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);  
        }  
    }  
 
 
    // 确定ArrarList的容量。  
    // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”  
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {  
        // 将“修改统计数”+1，该变量主要是用来实现fail-fast机制的  
        modCount++;  
        int oldCapacity = elementData.length;  
        // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”  
        if (minCapacity > oldCapacity) {  
            Object oldData[] = elementData;  
            int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;  
			//如果还不够，则直接将minCapacity设置为当前容量
            if (newCapacity < minCapacity)  
                newCapacity = minCapacity;  
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  
        }  
    }  
 
    // 添加元素e  
    public boolean add(E e) {  
        // 确定ArrayList的容量大小  
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!  
        // 添加e到ArrayList中  
        elementData[size++] = e;  
        return true;  
    }  
 
    // 返回ArrayList的实际大小  
    public int size() {  
        return size;  
    }  
 
    // ArrayList是否包含Object(o)  
    public boolean contains(Object o) {  
        return indexOf(o) >= 0;  
    }  
 
    //返回ArrayList是否为空  
    public boolean isEmpty() {  
        return size == 0;  
    }  
 
    // 正向查找，返回元素的索引值  
    public int indexOf(Object o) {  
        if (o == null) {  
            for (int i = 0; i < size; i++)  
            if (elementData[i]==null)  
                return i;  
            } else {  
                for (int i = 0; i < size; i++)  
                if (o.equals(elementData[i]))  
                    return i;  
            }  
            return -1;  
        }  
 
        // 反向查找，返回元素的索引值  
        public int lastIndexOf(Object o) {  
        if (o == null) {  
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
            if (elementData[i]==null)  
                return i;  
        } else {  
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
            if (o.equals(elementData[i]))  
                return i;  
        }  
        return -1;  
    }  
 
    // 反向查找(从数组末尾向开始查找)，返回元素(o)的索引值  
    public int lastIndexOf(Object o) {  
        if (o == null) {  
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
            if (elementData[i]==null)  
                return i;  
        } else {  
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
            if (o.equals(elementData[i]))  
                return i;  
        }  
        return -1;  
    }  
   
 
    // 返回ArrayList的Object数组  
    public Object[] toArray() {  
        return Arrays.copyOf(elementData, size);  
    }  
 
    // 返回ArrayList元素组成的数组
    public <T> T[] toArray(T[] a) {  
        // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数；  
        // 则新建一个T[]数组，数组大小是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中  
        if (a.length < size)  
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());  
 
        // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数；  
        // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。  
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);  
        if (a.length > size)  
            a[size] = null;  
        return a;  
    }  
 
    // 获取index位置的元素值  
    public E get(int index) {  
        RangeCheck(index);  
 
        return (E) elementData[index];  
    }  
 
    // 设置index位置的值为element  
    public E set(int index, E element) {  
        RangeCheck(index);  
 
        E oldValue = (E) elementData[index];  
        elementData[index] = element;  
        return oldValue;  
    }  
 
    // 将e添加到ArrayList中  
    public boolean add(E e) {  
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!  
        elementData[size++] = e;  
        return true;  
    }  
 
    // 将e添加到ArrayList的指定位置  
    public void add(int index, E element) {  
        if (index > size || index < 0)  
            throw new IndexOutOfBoundsException(  
            "Index: "+index+", Size: "+size);  
 
        ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!  
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,  
             size - index);  
        elementData[index] = element;  
        size++;  
    }  
 
    // 删除ArrayList指定位置的元素  
    public E remove(int index) {  
        RangeCheck(index);  
 
        modCount++;  
        E oldValue = (E) elementData[index];  
 
        int numMoved = size - index - 1;  
        if (numMoved > 0)  
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
                 numMoved);  
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work  
 
        return oldValue;  
    }  
 
    // 删除ArrayList的指定元素  
    public boolean remove(Object o) {  
        if (o == null) {  
                for (int index = 0; index < size; index++)  
            if (elementData[index] == null) {  
                fastRemove(index);  
                return true;  
            }  
        } else {  
            for (int index = 0; index < size; index++)  
            if (o.equals(elementData[index])) {  
                fastRemove(index);  
                return true;  
            }  
        }  
        return false;  
    }  
 
 
    // 快速删除第index个元素  
    private void fastRemove(int index) {  
        modCount++;  
        int numMoved = size - index - 1;  
        // 从"index+1"开始，用后面的元素替换前面的元素。  
        if (numMoved > 0)  
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
                             numMoved);  
        // 将最后一个元素设为null  
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work  
    }  
 
    // 删除元素  
    public boolean remove(Object o) {  
        if (o == null) {  
            for (int index = 0; index < size; index++)  
            if (elementData[index] == null) {  
                fastRemove(index);  
            return true;  
            }  
        } else {  
            // 便利ArrayList，找到“元素o”，则删除，并返回true。  
            for (int index = 0; index < size; index++)  
            if (o.equals(elementData[index])) {  
                fastRemove(index);  
            return true;  
            }  
        }  
        return false;  
    }  
 
    // 清空ArrayList，将全部的元素设为null  
    public void clear() {  
        modCount++;  
 
        for (int i = 0; i < size; i++)  
            elementData[i] = null;  
 
        size = 0;  
    }  
 
    // 将集合c追加到ArrayList中  
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {  
        Object[] a = c.toArray();  
        int numNew = a.length;  
        ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);  
        size += numNew;  
        return numNew != 0;  
    }  
 
    // 从index位置开始，将集合c添加到ArrayList  
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {  
        if (index > size || index < 0)  
            throw new IndexOutOfBoundsException(  
            "Index: " + index + ", Size: " + size);  
 
        Object[] a = c.toArray();  
        int numNew = a.length;  
        ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
 
        int numMoved = size - index;  
        if (numMoved > 0)  
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,  
                 numMoved);  
 
        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);  
        size += numNew;  
        return numNew != 0;  
    }  
 
    // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。  
    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {  
    modCount++;  
    int numMoved = size - toIndex;  
        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,  
                         numMoved);  
 
    // Let gc do its work  
    int newSize = size - (toIndex-fromIndex);  
    while (size != newSize)  
        elementData[--size] = null;  
    }  
 
    private void RangeCheck(int index) {  
    if (index >= size)  
        throw new IndexOutOfBoundsException(  
        "Index: "+index+", Size: "+size);  
    }  
 
 
    // 克隆函数  
    public Object clone() {  
        try {  
            ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();  
            // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中  
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);  
            v.modCount = 0;  
            return v;  
        } catch (CloneNotSupportedException e) {  
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable  
            throw new InternalError();  
        }  
    }  
 
 
    // java.io.Serializable的写入函数  
    // 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中  
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)  
        throws java.io.IOException{  
    // Write out element count, and any hidden stuff  
    int expectedModCount = modCount;  
    s.defaultWriteObject();  
 
        // 写入“数组的容量”  
        s.writeInt(elementData.length);  
 
    // 写入“数组的每一个元素”  
    for (int i=0; i<size; i++)  
            s.writeObject(elementData[i]);  
 
    if (modCount != expectedModCount) {  
            throw new ConcurrentModificationException();  
        }  
 
    }  
 
 
    // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出  
    // 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出  
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)  
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {  
        // Read in size, and any hidden stuff  
        s.defaultReadObject();  
 
        // 从输入流中读取ArrayList的“容量”  
        int arrayLength = s.readInt();  
        Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];  
 
        // 从输入流中将“所有的元素值”读出  
        for (int i=0; i<size; i++)  
            a[i] = s.readObject();  
    }  
}

几点总结

    关于ArrayList的源码，给出几点比较重要的总结：

    1、注意其三个不同的构造方法。无参构造方法构造的ArrayList的容量默认为10，带有Collection参数的构造方法，将Collection转化为数组赋给ArrayList的实现数组elementData。

    2、注意扩充容量的方法ensureCapacity。ArrayList在每次增加元素（可能是1个，也可能是一组）时，都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数时，就设置新的容量为旧的容量的1.5倍加1，如果设置后的新容量还不够，则直接新容量设置为传入的参数（也就是所需的容量），而后用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组（详见下面的第3点）。从中可以看出，当容量不够时，每次增加元素，都要将原来的元素拷贝到一个新的数组中，非常之耗时，也因此建议在事先能确定元素数量的情况下，才使用ArrayList，否则建议使用LinkedList。

    3、ArrayList的实现中大量地调用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()方法。我们有必要对这两个方法的实现做下深入的了解。

    首先来看Arrays.copyof()方法。它有很多个重载的方法，但实现思路都是一样的，我们来看泛型版本的源码：

[java] view plain copy print ?

1. public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {  
2.     return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());  
3. }  

    public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
        return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
    }

    很明显调用了另一个copyof方法，该方法有三个参数，最后一个参数指明要转换的数据的类型，其源码如下：

[java] view plain copy print ?

1. public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {  
2.     T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)  
3.         ? (T[]) new Object[newLength]  
4.         : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);  
5.     System.arraycopy(original, 0, copy, 0,  
6.                      Math.min(original.length, newLength));  
7.     return copy;  
8. }  

    public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
        T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
            ? (T[]) new Object[newLength]
            : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                         Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

    这里可以很明显地看出，该方法实际上是在其内部又创建了一个长度为newlength的数组，调用System.arraycopy()方法，将原来数组中的元素复制到了新的数组中。

    下面来看System.arraycopy()方法。该方法被标记了native，调用了系统的C/C++代码，在JDK中是看不到的，但在openJDK中可以看到其源码。该函数实际上最终调用了C语言的memmove()函数，因此它可以保证同一个数组内元素的正确复制和移动，比一般的复制方法的实现效率要高很多，很适合用来批量处理数组。Java强烈推荐在复制大量数组元素时用该方法，以取得更高的效率。

    4、注意ArrayList的两个转化为静态数组的toArray方法。

    第一个，Object[] toArray()方法。该方法有可能会抛出java.lang.ClassCastException异常，如果直接用向下转型的方法，将整个ArrayList集合转变为指定类型的Array数组，便会抛出该异常，而如果转化为Array数组时不向下转型，而是将每个元素向下转型，则不会抛出该异常，显然对数组中的元素一个个进行向下转型，效率不高，且不太方便。

    第二个，<T> T[] toArray(T[] a)方法。该方法可以直接将ArrayList转换得到的Array进行整体向下转型（转型其实是在该方法的源码中实现的），且从该方法的源码中可以看出，参数a的大小不足时，内部会调用Arrays.copyOf方法，该方法内部创建一个新的数组返回，因此对该方法的常用形式如下：

[java] view plain copy print ?

1. public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) {    
2.     Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]);    
3.     return newText;    
4. }    

public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) {  
    Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]);  
    return newText;  
}  

     5、ArrayList基于数组实现，可以通过下标索引直接查找到指定位置的元素，因此查找效率高，但每次插入或删除元素，就要大量地移动元素，插入删除元素的效率低。

    6、在查找给定元素索引值等的方法中，源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理，ArrayList中允许元素为null。