jdk1.8.0_73源码解读——ArrayList的实现

来源：互联网发布：js if语句的嵌套编辑：程序博客网时间：2024/06/13 17:44

1.1ArrayList简介

ArrayList 是一个数组队列，相当于动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。但是ArrayList不是线程安全,在多线程情况建议使用Collections.synchronizedList(new ArrayList<Object>());

1.2类图

替代文字

1.3成员变量分析

//默认初始容量  private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;  //被用于空实例的共享空数组实例  private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};  //被用于默认大小的空实例的共享数组实例。其与EMPTY_ELEMENTDATA的区别是：当我们向数组中添加第一个元素时，知道数组该扩充多少。  private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};  /**   * Object[]类型的数组，保存了添加到ArrayList中的元素。ArrayList的容量是该Object[]类型数组的长度   * 当第一个元素被添加时，任何空ArrayList中的elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA将会被   * 扩充到DEFAULT_CAPACITY（默认容量）。   */  transient Object[] elementData; //非private是为了方便嵌套类的访问  // ArrayList的大小（指其所含的元素个数）  private int size;

1.4构造方法

     //指定初始化容量    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);        }    }//默认构造器,容量为10    public ArrayList() {        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;    }//通过传入集合构造ArrayList,这里采用的快速复制方式.    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)                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);        } else {            // replace with empty array.替代为空数组            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;        }    }

1.5容量相关

//将容器的容量改变为实际长度.同样采用的是复制.    public void trimToSize() {     //这里的modeCount是从父类继承过来的,作用是:在使用迭代器遍历的时候，用来检查列表中的元素是否发生结构性变化（列表元素数量发生改变）了，主要在多线程环境下需要使用，防止一个线程正在迭代遍历，另一个线程修改了这个列表的结构。        modCount++;        if (size < elementData.length) {            elementData = (size == 0)              ? EMPTY_ELEMENTDATA              : Arrays.copyOf(elementData, size);        }    }//手动增加容器的容量,确保至少不小于实际的容量大小,当ArrayList不处于默认状态时，才可能扩展大小为小于DEFAULT_CAPACITY的容量；外部使用    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            //             : DEFAULT_CAPACITY;      //确保至少不小于实际的容量大小        if (minCapacity > minExpand) {            ensureExplicitCapacity(minCapacity);        }    }  //手动增加容器的容量,确保至少不小于实际的容量大小,内部使用    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);        }        ensureExplicitCapacity(minCapacity);    }    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {        modCount++;        if (minCapacity - elementData.length > 0)            grow(minCapacity);    }// 最大容量数,超出会抛出oom    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;//实际的容量扩充方法    private void grow(int minCapacity) {        // 当前容量大小        int oldCapacity = elementData.length;       //拓展后容量大小,为当前容量的1.5倍,采用`>>`是效率最高的方式.        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);        if (newCapacity - minCapacity < 0)            newCapacity = minCapacity;        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)           //这里是校验newCapacity参数            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);        // 将原先数据复制到新的数组空间        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    }    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {        if (minCapacity < 0) // overflow            throw new OutOfMemoryError();        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?            Integer.MAX_VALUE :            MAX_ARRAY_SIZE;    }

1.6常用方法

//容器的拷贝,实际上底层的复制实现还是采用System.arraycopy本地方法 public Object clone() {        try {            ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);            v.modCount = 0;            return v;        } catch (CloneNotSupportedException e) {            // this shouldn't happen, since we are Cloneable            throw new InternalError(e);        }    }//得到对象第一次出现的位置,同理要得到最后一次出现的位置只需要将循环反过来就可以了.public int indexOf(Object o) {        if (o == null) {            for (int i = 0; i < size; i++)                if (elementData[i]==null)                    return i;        } else {            for (int i = 0; i < size; i++)                if (o.equals(elementData[i]))                    return i;        }        return -1;    }//在容器的末尾处添加对象    public boolean add(E e) {        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!        elementData[size++] = e;        return true;    }   //指定位置添加对象    public void add(int index, E element) {       //校验参数        rangeCheckForAdd(index);       //确保容量足够        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!       //将index之后的数据往后移动一位        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,                         size - index);        elementData[index] = element;        size++;    }//移除指定位置的对象public E remove(int index) {        rangeCheck(index);        modCount++;        E oldValue = elementData(index);        int numMoved = size - index - 1;        if (numMoved > 0)            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,                             numMoved);        elementData[--size] = null; // 清空引用,防止内存泄露        return oldValue;    }//清空容器public void clear() {        modCount++;        for (int i = 0; i < size; i++)            elementData[i] = null;// 清空引用,防止内存泄露        size = 0;    }//从制定位置开始添加 集合对象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;    }

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