ArrayList的扩容时机和扩容方式

大家好！ 最近看了一下JAVA集合的相关底层实现原理，这里简单对 ArrayList的扩容机制 做一下简单介绍。本文是个人的简单理解，希望对大家有一定的帮助。

ArrayList扩容机制简单介绍

这里我简单介绍扩容机制的主要实现部分，对于一些理解能力很好的朋友，可以直接看这部分，后面的可以忽略：

1. 扩容时机 ，ArrayList的扩容时机，主要看它底层的方法；

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;  // 标记集合修改的次数

        // 主要在这也行代码
        /**
        * @minCapacity 添加元素后，集合的最小的容量
        * @elementData.length  实现集合的数组的长度
        */
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

主要判断所需的长度大小是否小于数组的长度，如果数组的长度比所需要的小，那么久进行扩容；

2. 扩容方式， 在判断需要扩容的情况下，对数组进行扩容，下面来介绍扩容的主要代码；

private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 这是扩容的核心代码
        /**
        * oldCapacity >> 1 ：表示数组的原来长度进行 除2操作
        * 	例如：oldCapacity = elementData.length = 10
        * 		二进制表示为：1010，向右以为后：0101 = 5
        * 总的来说：就是把原来的数组长度 *1.5
        */
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
     
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
       
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

这就是扩容方式的主要代码，但是，我个人觉得，实际上并不是按照1.5倍扩容，而是按照 位运算算出来的， oldCapacity + (oldCapacity >> 1)，或者可以说是 1.5倍后向下取整；例如：原来的长度为15，1111 + 0111 = 22；扩容后的数组长度应该为22。

ArrayList扩容机制详细介绍

这部分是对上一部分做一个详细的介绍，如何在上面的部分，你已经看懂了，那么这部分你可不用在花时间看了。

1. 扩容时机
   扩容时机的话，我们主要从add方法入手，最后判断是否扩容是在ensureExplicitCapacity()方法，下面一个个看：

	/**
	* 添加元素到集合的末尾
	*/ 
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
	// 这里的 minCapacity = size + 1 
	// 可以理解为，如果要添加这个元素，集合需要的大小
	private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }
	// 主要判断 集合需要的最小的大小，如何是初始化，则为10，反之则为 size + 1
    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }
    // 这里 判断是否需要扩容
	private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // 底层数组的长度>集合需要的最小大小 ?扩容：不扩容
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

大家可以在ensureExplicitCapacity方法中看到，是否需要扩容的判断 if (minCapacity - elementData.length > 0)
总结：当添加元素后的集合大小（这个大小是理论上的，实际上还没有添加元素），比底层实现集合的数组的长度大的话，就进行扩容；
2. 扩容方式
扩容方式，主要分析grow这个方法

	private void grow(int minCapacity) {
        // 获取原来数组的长度
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 数组长度变为原来的 1.5 倍（乘1.5倍后向下取整）
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        // 扩容的大小 是否 还是小于 最小的集合大小  
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
       	// 这里判断的是，扩容是否 比 2 的30次还大     
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
            
        // 创建一个扩容后的新数组，并对新数组进行元素赋值
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

以上就是我对ArrayList源码查看，然后得出的一些结论，希望对大家有帮助，如果有错误，希望大家指出，我及时修改，以免误导大家。最后，大家在学习的时候，也可以通过DEBUG的方式，一遍遍跑源码，这样也会让自己对知识点理解更加深刻，不会说看完就忘。