ArrayList分析

ArrayList概述

ArrayList继承了AbstractList,实现了List接口，底层基于动态数组，容量大小可以动态变化，ArrayList中可以添加null元素，另外，ArrayList是非线程安全的

ArrayList实现List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable接口。

• 实现RandomAccess接口，即标识着该类支持快速随机访问
• 实现Cloneable接口，即覆盖了clone(),能被克隆
• 实现Serializable接口，即ArrayList支持序列化，能被序列化去传输

ArrayList源码分析（基于jdk1.8）

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成员变量

    /**
     * 默认容量为10
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    /**
     *存储ArrayList元素的数组缓冲区，ArrayList的容量是此数组缓冲区的长度。
   	 *添加第一个元素时，任何带有elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的空ArrayList都将扩展为默认容量
     */
    transient Object[] elementData;
    /**
     * ArrayList实际的元素个数
     */
	private int size;

构造方法

    /**
     	构造一个容量大小为10的空list,实际在第一次添加元素时才扩容到10
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
    /**
     * 构造具有指定初始容量的空的list
     */
    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);
        }
    }

    //构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的
    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;
        }
    }

添加操作

    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
	private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

扩容机制

//grow()方法是ArrayList扩容最终调用的代码
private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
     	//旧容量向右移1位，效果等同 oldCapacity*0.5
     	//新的容量是旧容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

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总结

构造一个空的，不指定容量 ArrayList list = new ArrayList（）的list时

当第一次调用add()方法向集合中添加元素时，才会扩容到10。

jdk1.6中ArrayList的扩容机制

• jdk1.6中是扩容成原来的1.5倍+1，代码: int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1
• jdk1.7和jdk1.8都是扩容成原来的1.5倍

ArrayList扩容后是原来的数组还是新的数组

ArrayList扩容后是新的数组，当容量不够时，ArrayList底层通过Arrays.copyOf()方法将原来的数组拷贝到新的数组。因此，数据量多时，非常耗时。

Arrays.copyOf()内部调用System.arraycopy()方法

补充

ArrayList和Vector区别

1. 线程安全：Vector的方法都是同步的，是线程安全的，而ArrayList不是线程安全的。由于同步会影响性能，所以，ArrayList的性能比Vector更好一些。
2. 扩容机制：ArrayList每次扩容是其大小的1.5倍，而Vector是其大小的2倍。

ArrayList和LinkedList区别

ArrayList和LinkedList都是实现List接口的容器类

1. 底层数据结构：ArrayList是基于动态数组的数据结构,而LinkedList是基于双向链表的数据结构。
2. 随机访问效率：对于随机访问get和set，ArrayList要优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3. 空间花费：ArrayList的空间浪费主要体现在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。
4. 是否线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，即不保证线程安全。

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参考

ArrayList和LinkedList异同

Java集合--LinkedList源码分析

https://blog.51cto.com/sihai/2073367