Java自学笔记—ArrayList源码初探

Java自学笔记—ArrayList源码初探

空参构造器

使用空参构造器new一个对象，并追源码查看其创建过程

public class ArrayListSource {
    @SuppressWarnings("all")
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        
        for (int i = 0; i <= 10 ; i++) {
            list.add(i);
        }
        
        System.out.println(list);
    }
}

追入new ArrayList();，如下

    // 无参构造器
    ArrayList list = new ArrayList();

    //创建一个空的elementDate数组 = {}，
    public ArrayList() {
        // DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA元素数组
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
    // EFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA(默认空元素数组)
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    

由源码可以调用ArrayList空参构造器时，会创建一个空数组elementData[ ] = { }

使用add()方法添加元素

    // for循环，添加10个数据
    for (int i = 0; i <= 10 ; i++) {
        list.add(i);
    }

    //装箱
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }
    
    //调用add()方法
    public boolean add(E e) {
        // ensureCapacityInternal(确认内部容量)
        // 1.先确定是否要扩容，size不计算null
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        // 2.再赋值
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }


    //确定minCapacity，第一次扩容为10
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        // 1.先判空，确定最小容量
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            // 求最大值，用于确定最小容量
            // DEFAULT_CAPACITY默认容量为10，minCapacity = size + 1
            //空参起初size = 0 ，因此minCapacity为1
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        // 2.确认是否真的要扩容
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

    //确认是否真的要扩容
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        // 1.记录当前集合被修改的次数，防止多个线程同时修改
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        // 2.如果最小容量比当前数组容量大，说明elementData容量不够，就要调用grow()扩容
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            // 扩容
            grow(minCapacity);
    }

    // 扩容，使用扩容机制确认扩到多少，第一次newCapacity，第二次为1.5倍，扩容使用Arrays.copyOf()
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        // oldCapacity >> 1 向右移动一位，相当于除于2，oldCapacity + (oldCapacity >> 1)为1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        
        // 第一次newCapacity为0，新容量比最小容量还小，则使用最小容量
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity; //赋值10
        // 新容量比最大容量还大，调用hugeCapacity(minCapacity)
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        
        // 数组复制
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

流程图如下

总结

ArrayList特点

1. 存储在 transient Object[ ] elementDate 中， transient表示改属性不会被序列化，意为瞬时的，短暂的
2. 调用无参构造器 elementDate初始容量为0，第一次扩容为10，再次扩容为1.5倍，到15 -> 22(15 + 15/2)
3. 指定大小构造器 elementDate初始容量为指定大小，再次扩容为1.5倍