ArrayList 详解

基本介绍

ArrayList：

    可以动态增长和缩减的索引序列，基于数组实现的List类。

    底层的数据结构是数组，数组元素类型为Object类型，即可以存放所有类型数据。


ArrayList和Vector（已废弃）的区别是：
    ArrayList是线程不安全的，当多条线程访问同一个ArrayList集合时，程序需要手动保证该集合的同步性。
    Vector是线程安全的。

RandomAccess

public interface RandomAccess {
}

RandomAccess接口：
    一个标记性接口，它的作用就是用来快速随机存取。

    在实现了该接口的话，那么使用普通的for循环来遍历，性能更高，例如arrayList。
    而没有实现该接口的话，使用Iterator来迭代，这样性能更高，例如linkedList。

    所以这个标记性只是为了让我们知道我们用什么样的方式去获取数据性能更好。

源码分析

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    //缺省容量
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    //最大容量
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

    //空对象数组
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    //缺省空对象数组
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    //储存元素的数组
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

    //实际元素大小，默认为0
    private int size;

    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);
        }
    }

    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object[]
            // (see e.g. https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652)
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

    public boolean add(E e) {
        modCount++;
        add(e, elementData, size);
        return true;
    }

    private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
        if (s == elementData.length)
            elementData = grow();
        elementData[s] = e;
        size = s + 1;
    }

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        modCount++;
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;
        Object[] elementData;
        final int s;
        if (numNew > (elementData = this.elementData).length - (s = size))
            elementData = grow(s + numNew);
        System.arraycopy(a, 0, elementData, s, numNew);
        size = s + numNew;
        return true;
    }

    private Object[] grow() {
        return grow(size + 1);
    }

    private Object[] grow(int minCapacity) {
        return elementData = Arrays.copyOf(elementData,
                                           newCapacity(minCapacity));
    }

    private int newCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        //扩容1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
            if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
                return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
            if (minCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            return minCapacity;
        }
        //如果newCapacity超过了最大的容量限制，就调用hugeCapacity，也就是将能给的最大值给newCapacity
        return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)
            ? newCapacity
            : hugeCapacity(minCapacity);
    }

    public E get(int index) {
        Objects.checkIndex(index, size);
        return elementData(index);
    }

    public E remove(int index) {
        Objects.checkIndex(index, size);
        final Object[] es = elementData;

        @SuppressWarnings("unchecked") E oldValue = (E) es[index];
        fastRemove(es, index);

        return oldValue;
    }

    private void fastRemove(Object[] es, int i) {
        modCount++;
        final int newSize;
        if ((newSize = size - 1) > i)
            System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);
        es[size = newSize] = null;
    }
}