前言
ArrayList想必是广大Java程序员开发时最常用的数据结构了，但不一定对其原理都有了解，今天我将结合ArrayList的源码对其进行讲解。本文将围绕ArrayList主要特性（包括适用场景、初始大小、扩容等）、数据存放方式、核心方法实现、其他特性等四个方面进行讲解。
一、ArrayList特性
ArrayList是基于数组的数据结构，与LinkedList相比，更加适合在查询多、增删操作少的场景下使用，并且它是非线程安全的，如果并发量比较大的场景，需要改用线程安全的版本或者用JUC包中的CopyOnWriteArrayList。
它的初始数组大小为10，由下图所示的成员变量控制：
当新加元素时原数组已经满了，则会触发扩容，扩容策略为将原数组长度*1.5，代码中是用右移位运算实现的，源码如下所示：
二、数据存放方式
ArrayList是以数组的方式存放数据的，Object[]，如下所示：
三、核心方法实现
我们看最常用的add方法：
1 public boolean add(E e) { 2 ensureCapacityInternal(size + 1); // 如果已经满了，则扩容 3 elementData[size++] = e; 4 return true; 5 }
下面方法用于判断是否原数组已经满了，如果满了则扩容，不满且未初始化则初始化长度为10，否则不用变化
1 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { 2 ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); 3 }
下面方法用于返回数组需要的最小长度。
1 private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { 2 if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { 3 return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); 4 } 5 return minCapacity; 6 }
下面的方法用于判断是否需要扩容，如果需要则通过grow方法扩容。
1 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { 2 modCount++; 3 4 // overflow-conscious code 5 if (minCapacity - elementData.length > 0) // 如果需要的最小长度大于当前数组总长度，则走grow扩容 6 grow(minCapacity); 7 }
下面的grow方法是控制扩容的核心方法：
1 private void grow(int minCapacity) { 2 // overflow-conscious code 3 int oldCapacity = elementData.length; 4 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); 5 if (newCapacity - minCapacity < 0) // 如果扩容之后的长度小于需要的最小长度，则取最小长度为待扩容长度，这种情况一般不会出现 6 newCapacity = minCapacity; 7 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) 8 newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); 9 // minCapacity is usually close to size, so this is a win: 10 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); // 创建新数组，将老数组的数据复制过去 11 }
注意复制数组时，用的Arrays.copyOf方法，该方法最终引用的是System.arraycopy这个native方法实现的数组复制。其他方法更加简单，此处就不一一粘贴源码解读了。
四、其他特性
1、关于modCount
在看ArrayList源码的时候，会发现有一个变量是modCount，在增删改的方法中均涉及到对它的++操作。modCount属性是在AbstractList中定义出来的：
可以把它理解成每个ArrayList的一个改动的版本号，只要ArrayList有改动，这个版本号就会+1。在通过迭代器对ArrayList里面的元素进行遍历操作时，每次都会比较一下这个版本号是否有变化，如果检测到预期之外的变化，就会抛出常见的那个异常-ConcurrentModificationException：
ArrayList东西不多，实现也相对比较简单，面试时现在一般会跟Vector或者LinkedList进行比对或者作为多线程的一个引子来问，本文就先到这里，下一期对LinkedList进行解读。