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ArrayList 是咱们开发中最罕用到的汇合，然而很多人对它的源码并不理解，导致面试时，面试官问的略微深刻的问题，就无奈作答，明天咱们一起来探索一下 ArrayList 源码。
1. 简介
- ArrayList 底层是数组，容许元素是 null，可能动静扩容
- size、isEmpty、get、set、add 等办法工夫复杂度都是 O (1)
- 非线程平安，并发批改时，会抛出 ConcurrentModificationException
2. 初始化
// 初始容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 空数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 默认空数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 存储元素的数组
transient Object[] elementData;
// 无参初始化，默认是空数组
public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}
// 有参初始化，指定容量大小
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);
}
}切记： 无参初始化的时候，默认是空数组，并没有初始化容量大小，容量是在第一次增加元素的才进行初始化。
3. 增加元素
public boolean add(E e) {
// 确保数组容量够用，size 是元素个数
ensureCapacityInternal(size + 1);
// 间接赋值
elementData[size++] = e;
return true;
}
// 确保数组容量够用
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
// 计算所需最小容量
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
// 如果数组等于空数组，最小容量为 10
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 如果所需最小容量大于数组长度，就进行扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}看一下扩容逻辑：
// 扩容，就是把旧数据拷贝到新数组外面
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
// oldCapacity >> 1 是把 oldCapacity 除以 2，意思是 1.5 倍扩容
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 如果扩容后的容量小于最小容量，扩容后的容量就等于最小容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 如果扩容后的容量大于 Integer 的最大值，就用 Integer 最大值
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 扩容并赋值给原数组
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}能够看到：
- 扩容是以原容量的 1.5 倍扩容，并不是翻倍扩容
- 最大容量是 Integer 的最大值
- 增加元素时，没有对元素校验，能够是 null
再看一下数组拷贝的逻辑，这里都是 Arrays 类外面的办法了：
/**
* @param original 原数组
* @param newLength 新的容量大小
*/
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
// 创立一个新数组，容量是新的容量大小
T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
? (T[]) new Object[newLength]
: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
// 把原数组的元素拷贝到新数组
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}最终调用了 System 类的数组拷贝办法，是 native 办法：
/**
* @param src 原数组
* @param srcPos 原数组的开始地位
* @param dest 指标数组
* @param destPos 指标数组的开始地位
* @param length 被拷贝的长度
*/
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
Object dest, int destPos,
int length);4. 删除单个元素
public boolean remove(Object o) {
// 判断要删除的元素是否为 null
if (o == null) {
// 遍历数组
for (int index = 0; index < size; index++)
// 如果和以后地位上的元素相等，就删除以后地位上的元素
if (elementData[index] == null) {fastRemove(index);
return true;
}
} else {
// 遍历数组
for (int index = 0; index < size; index++)
// 如果和以后地位上的元素相等，就删除以后地位上的元素
if (o.equals(elementData[index])) {fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}
// 删除该地位上的元素
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
// 计算须要挪动的元素的个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
// 从 index+ 1 地位开始拷贝，也就是前面的元素整体向左挪动一个地位
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
// 数组最初一个元素赋值为 null，避免会导致内存透露
elementData[--size] = null;
}能够晓得，删除元素，就是遍历数组，循环比拟是否等于目标值。如果相等，就把该地位前面的元素整体向左挪动一个地位，再把数组最初一个元素赋值为 null。
5. 批量删除
// 批量删除 ArrayList 和汇合 c 都存在的元素
public boolean removeAll(Collection<?> c) {
// 非空校验
Objects.requireNonNull(c);
// 批量删除
return batchRemove(c, false);
}
private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement){final Object[] elementData = this.elementData;
int r = 0, w = 0;
boolean modified = false;
try {for (; r < size; r++)
if (c.contains(elementData[r]) == complement)
// 把须要保留的元素左移
elementData[w++] = elementData[r];
} finally {
// 当出现异常的时候，可能不相等
if (r != size) {
// 1：可能是下面的 for 循环呈现了异样
// 2：可能是其它线程增加了元素
System.arraycopy(elementData, r,
elementData, w,
size - r);
w += size - r;
}
// 把不须要保留的元素赋值为 null
if (w != size) {for (int i = w; i < size; i++)
elementData[i] = null;
modCount += size - w;
size = w;
modified = true;
}
}
return modified;
}能够晓得，批量删除的时候，只会进行一次数组拷贝，比用 for 循环单个删除效率更高，所以删除一批元素的时候，尽量用 removeAll() 办法。
5. 总结
本文剖析了 ArrayList 的初始化、put、add、remove、动静扩容等办法的底层源码，置信大家对于 ArrayList 有了更深层次的理解。
正文完