ArrayList源码分析

ArrayList是一种以数组实现的List，与数组相比，它具有动态扩展的能力，因此也可称之为动态数组。

那么我们可以看看实现:

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

可以看出ArrayList实现了list,randomaccess,clonable接口,

其中 randomaccess,clonable接口,是没有响应的方法,只是一种标识接口,第一个randomaccess接口标识代表,arraylist支持快速访问,cloneable接口标识表示可以arraylist可以被克隆,序列化,表示可以用于传输,

private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    //默认初始化容量
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

   //空数组如果传入的容量为0时使用
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

   //空数组，传传入容量时使用，添加第一个元素的时候会重新初始为默认容量大小 
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

   //存储数据的缓冲区,使用关键字transient不适用序列化
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

    /**
     * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
     *
     * @serial
     */
　　//集合中的元素

    private int size;

（1）DEFAULT_CAPACITY

默认容量为10，也就是通过new ArrayList()创建时的默认容量。

（2）EMPTY_ELEMENTDATA

空的数组，这种是通过new ArrayList(0)创建时用的是这个空数组。

（3）DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA

也是空数组，这种是通过new ArrayList()创建时用的是这个空数组，与EMPTY_ELEMENTDATA的区别是在添加第一个元素时使用这个空数组的会初始化为DEFAULT_CAPACITY（10）个元素。

（4）elementData

真正存放元素的地方，使用transient是为了不序列化这个字段。

至于没有使用private修饰，后面注释是写的“为了简化嵌套类的访问”，但是楼主实测加了private嵌套类一样可以访问。

private表示是类私有的属性，只要是在这个类内部都可以访问，嵌套类或者内部类也是在类的内部，所以也可以访问类的私有成员。

（5）size

真正存储元素的个数，而不是elementData数组的长度。

构造方法:

  
//初始化容量的构造方法
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);
        }
    }
//空餐构造方法 不传初始容量，初始化为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA空数组，会在添加第一个元素的时候扩容为默认的大小，即10。
   
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

  //传入元素的构造方法 ,将集合中的元素传入ArrayList中
    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)
　　　　　　　　//将传入集合的元素传入到集合中
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

那么我们在使用arraylist的使用该怎么用呢,最好是初始化容量,避免在动态扩容的时候消耗性能的,终所周知的是,arraylist是一个线程不安全的,那么我们在项目中为什么还使用呢,.由于我们使用的是局部使用,并没有作为一个共享变量来使用,所以是安全的,也是

在独立的线程中使用,

再看增加方法:

  public boolean add(E e) {
　　　　//检查是否需要扩容
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
　　　　//在末尾加上数据
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
　　　　//如果是空数据组,那么就初始化最小容量
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

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

//扩容方法

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    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);
}

（1）检查是否需要扩容；

（2）如果elementData等于DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA则初始化容量大小为DEFAULT_CAPACITY；

（3）新容量是老容量的1.5倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)），如果加了这么多容量发现比需要的容量还小，则以需要的容量为准；

（4）创建新容量的数组并把老数组拷贝到新数组；

删除方法:

//删除指定元素的方法索引下数据的方法  
 public E remove(int index) {

//检查是否越界
        rangeCheck(index);
//表示被修改的次数
        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);
//如果不是最后一位,将索引位置后的数据前移
//具体操作是这样:调用操作系统的方法 将数组中的数据拷贝,将到指定的位置
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
　　　　　　
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }

private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

/*

Copies an array from the specified source array, beginning at the
* specified position, to the specified position of the destination array.
* A subsequence of array components are copied from the source
* array referenced by <code>src</code> to the destination array
* referenced by <code>dest</code>. The number of components copied is
* equal to the <code>length</code> argument. The components at
* positions <code>srcPos</code> through

/

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                    Object dest, int destPos,
                                    int length);

（1）检查索引是否越界；

（2）获取指定索引位置的元素；

（3）如果删除的不是最后一位，则其它元素往前移一位；

（4）将最后一位置为null，方便GC回收；

（5）返回删除的元素。

可以看到，ArrayList删除元素的时候并没有缩容。

ArrayList中只有扩容方法,并没减少容量的方法

快速移除的方法:

   private void fastRemove(int index) {
        modCount++;
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    }

移除指定元素:

  public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

   public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount

        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                             numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

ArrayList里面最核心的方法:

 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                    Object dest, int destPos,
                                    int length);

* @param      src      the source array.
* @param      srcPos   starting position in the source array.
* @param      dest     the destination array.
* @param      destPos  starting position in the destination data.
* @param      length   the number of array elements to be copied.

从指定数组中将从index索引位置,拷贝到目标数组中指定索引位置,.length为拷贝数的长度.