ArrayList在平常用的还挺多的，用起来十分舒服，顺手。这里来学习一下它的源码。
类定义
下面是类的定义：
1 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 2 implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { 3 4 ｝
实现的接口还挺多的。
类属性
首先来看下一ArrayList的几个属性：
1. DEFAULT_CAPACITY：初始容量
1 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
DEFAULT_CAPACITY，是ArrayList的初始容量，有意思是它使用的时机。
2. EMPTY_ELEMENTDATA：共享的空数组
1 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
英文注释是："Shared empty array instance used for empty instances."。这个看上去还是很好理解的，但是下面还有一个属性也是空数组。
3. DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA：默认容量的空数组
好奇怪，用一个EMPTY_ELEMENTDATA不就可以了么，为什么还要用一个DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA呢？当我们使用new ArrayList()的时候就会发现这个空数组实例排上用场了：
1 public ArrayList() { 2 this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; 3 }
这个方法的英文注释是："Constructs an empty list with an initial capacity of ten."。但是这里其实就把这个空的数组对象DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA给了elementData，并没有实例化额外的对象数组。
4. elementData：实际元素所在的数组
1 transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
elementData才是元素真正存放的地方，这里不明白的是为什么要用transient关键字。
这个数组缓冲区是ArrayList存储元素的地方。ArrayList的容量正是这个数组缓冲区的长度。任何elementData为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的空ArrayList会在添加第一个元素的时候，将容量扩充到DEFAULT_CAPACITY（目前是10）。
5. size：数组中元素的长度
1 private int size;
这里的size并不是elementData数组的长度，而是这个数组真正包含的元素的个数（这个个数其实有待商榷，后面会讲到）。
构造方法
在ArrayList中一共有3个构造方法：
1 // 给定初始容量 2 public ArrayList(int initialCapacity); 3 4 // 空参构造方法 5 public ArrayList(); 6 7 // 从其他集合类中构造 8 public ArrayList(Collection<? extends E> c);
1. 给定初始容量的constructor
1 public ArrayList(int initialCapacity) { 2 if (initialCapacity > 0) { 3 this.elementData = new Object[initialCapacity]; 4 } else if (initialCapacity == 0) { 5 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; 6 } else { 7 throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ 8 initialCapacity); 9 } 10 }
逻辑如下：
- initialCapacity > 0为真时，创建一个大小为initialCapacity的空数组，并将引用赋给elementData；
- initialCapacity == 0为真时，把之前的空数组EMPTY_ELEMENTDATA给elementData；
- initialCapacity < 0为真时，直接抛出IllegalArgumentException异常。
唯一一点是为啥这个时候要用EMPTY_ELEMENTDATA了，而不是继续用原来的DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA了。
2. 空参构造方法
1 public ArrayList() { 2 this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; 3 }
这个就比较简单了，和上面对比的是，这个时候为啥要用DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA？
问题来了：new ArrayList(0)和new ArrayList()有啥不同呢？
唯一的不同就在于内部数组用的不是同一个，虽然它们都是空的。
3. 从集合类中构造
1 public ArrayList(Collection<? extends E> c) { 2 elementData = c.toArray(); // 注意, 这个时候ArrayList中元素的顺序取决于toArray 3 if ((size = elementData.length) != 0) { 4 // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) 5 if (elementData.getClass() != Object[].class) 6 elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); 7 } else { 8 // replace with empty array. 9 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; 10 } 11 }
这里有两个地方需要注意下：
- 集合转ArrayList之后元素的顺序是由集合的toArray方法所决定的；
- toArray可能会不正确地返回数组对象Object[].class， see 6260652。
Collection接口的toArray方法依赖于实现类中的具体实现，有时候ArrayList中的顺序对我们来说还是挺重要的。然后在来看一下，这个官方bug，我在网上查了一下，发现这篇写的不错：https://blog.csdn.net/gulu_gulu_jp/article/details/51457492。
新增元素的方法
新增元素的方法是ArrayList中最值得关注的，它提供了两种add方法：
- 没有index的add方法，即在内部数组的末尾添加一个元素；
- 在给定的index处插入元素，index右边的元素会后移。
没有index的add方法
1 public boolean add(E e) { 2 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! 3 elementData[size++] = e; 4 return true; 5 }
ensureCapacityInternal方法在ArrayList中很多地方都用到了，非常关键的方法。
当插入新元素所需的最小capacity要比内部数组的长度大的时候，就要扩容了，现在原来的基础之上扩容50%，如果新的capacity比最小的capacity还要小的话，直接用所需最小的capacity作为capacity。
有index的方法
在这种情况下是在ArrayList的某个位置上插入一个元素，然后把index后边的元素集体往右移一位。需要注意的问题是，index的范围是有限制的，必须在[0, size)之间，那么这中检查是为了不让ArrayList之间出现空洞。
1 public void add(int index, E element) { 2 rangeCheckForAdd(index); // 返回检查 3 ensureCapacityInternal(size + 1); // 扩容 4 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, 5 size - index); // 右移元素 6 elementData[index] = element; // 插入新元素 7 size++; 8 }
ArrayList中的内部模型
理解了ArrayList的内部模型的话，其实看不看源码感觉关系不大。
其他方法
其他方法我觉得还挺常规的，没有太多好说的，就是System.arraycopy用得还挺多的，专门用于复制数组。
以上~