Java ArrayList扩容

ArrayList的简单介绍

 Java中ArrayList是以动态数组来实现，所以其优点在于随机访问，可以根据索引快速访问元素。但其实现方式也带来一个显而易见 的问题便是在做定点插入以及删除时效率并不高，因为会带来数组元素移位的问题。

ArrayList的容量问题

 ArrayList若是不指定初始容量的情况下，默认的容量为10。

    /**     * Default initial capacity.     */    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

其扩容机制分为动态扩容和主动扩容两种。

动态扩容与主动扩容

当ArrayList在进行元素添加时如调用add(E e),add(int index, E element),addAll(Collection<? extends E> c)等方法时，在其内部有一个ensureCapacityInternal(int minCapacity)的方法来进行动态扩容的操作，具体设计到的方法如下

public boolean add(E e) {    // 内部确保容量充足的方法    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!    elementData[size++] = e;    return true;}private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {    // 在数组中元素时默认空数组的情况下选取默认容量和传入值得较大者进行下一步处理    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);    }    ensureExplicitCapacity(minCapacity);}private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {    modCount++;    // overflow-conscious code 如果溢出，则进行扩容操作调用grow()方法，否则不处理    if (minCapacity - elementData.length > 0)        grow(minCapacity);} private void grow(int minCapacity) {    // overflow-conscious code    int oldCapacity = elementData.length;    // 自动扩容到原先容量的1.5倍    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);    // 若新容量依然小于当前所需容量，则将当前所需容量设置成扩容后容量    if (newCapacity - minCapacity < 0)        newCapacity = minCapacity;    // 若是新容量大于数组最大容量 则进一步处理    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:    // 扩容后，将原先数组拷贝到新数组中    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}// 大容量操作private static int hugeCapacity(int minCapacity) {    if (minCapacity < 0) // overflow        throw new OutOfMemoryError();    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?        Integer.MAX_VALUE :        MAX_ARRAY_SIZE;}

从代码分析中我们可以看出，在动态扩容时，增量为原有容量的1.5倍左右。除了内部动态扩容以外，ArrayList还提供了一个方法来扩容  ensureCapacity(int minCapacity)该方法需要传入一个期望的容量来主动扩容。

public void ensureCapacity(int minCapacity) {    int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)        // any size if not default element table        ? 0        // larger than default for default empty table. It's already        // supposed to be at default size.        : DEFAULT_CAPACITY;    // 若是扩容容量大于当前容量则进行扩容操作，后续处理同动态扩容    if (minCapacity > minExpand) {        ensureExplicitCapacity(minCapacity);    }}

除了扩容以外ArrayList也提供了缩减容量的方法，来确保内存空间的释放。方法如下

/*** Trims the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance to be the * list's current size.  An application can use this operation to minimize * the storage of an <tt>ArrayList</tt> instance. */ public void trimToSize() {    modCount++;      if (size < elementData.length) {          elementData = (size == 0)            ? EMPTY_ELEMENTDATA            : Arrays.copyOf(elementData, size);      }  }

该方法会将ArrayList的容量释放至数组中总元素个数的大小。