java集合-ArrayList中EMPTY_ELEMENTDATA与DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的区别

Posted 2021-02-27 link

 源码分析

    /**
     * 用于空实例的共享空数组实例。
     */
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /**
     * 用于默认大小的空实例的共享空数组实例。
     * 我们将其与EMPTY_ELEMENTDATA区分开来，以了解添加第一个元素时扩容多少。
     * MARK:无参构造函数 使用该数组初始化 与EMPTY_ELEMENTDATA的区别主要是区分作用，用来减少空数组的存在，优化内存使用 1.8后的优化
     */
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

根据注释说明这两个是用来共享给空数组的，无参构造函数的空数组会用DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA赋值，有参构造函数的空数组会用EMPTY_ELEMENTDATA赋值

再看三个构造函数

/**
     * 构造具有指定初始容量的空列表。
     * @param  initialCapacity  列表的初始容量
     * @throws IllegalArgumentException
     */
    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);
        }
    }

    /**
     * 构造一个初始容量为10的空列表。
     * MARK:
     * 这里其实是赋值了一个共享的空数组，数组在第一次添加元素时会判断elementData是否等于DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，假如等于则会初始化容量为DEFAULT_CAPACITY 也就是10
     * 符合 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的注释说明
     * private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) 这个方法里可以看出
     *
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    /**
     * 构造一个包含指定元素的列表集合
     * @param c 要将其元素放入此列表的集合
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        //  这里说明所有的 Collection 都可以用数组来承载
        //  这个步骤可能会抛空指针 NullPointerException
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            //必须是Object数组
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                // 然后再copy一份到 elementData 并不是引用 所有改变不会影响到原先的Collection
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // 有参构造函数 当初始化为空数组时 赋值为 EMPTY_ELEMENTDATA
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

    /**
     * 这里属于针对初始化时的扩容判断 当为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 时说明是无参构造函数创建的，则可以直接扩容为DEFAULT_CAPACITY也就是10为初始容量
     */
    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }

从3个构造函数里可以看出，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA赋值，有参构造函数的空数组会用EMPTY_ELEMENTDATA赋值，在增加元素时会先做扩容判断调用calculateCapacity方法，假如elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA就会直接扩容为默认容量10。空的ArrayList要在第一次添加元素时才会真正初始化容量。

我们再对比JDK1.7的三个构造方法

    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                    initialCapacity);
        // 这里直接new一个空数组
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }
    public ArrayList() {
        super();
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        // 这里实际上也相当于new了一个空数组 当c.toArray() 为空数组时copy了一份空数组
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

以上JDK1.7的三个构造方法可以看出，当应用中存在很多空ArrayList同时也会new很多空数组，浪费内存空间

 总结：

EMPTY_ELEMENTDATA用在有参构造函数当初始容量为0时共享赋值用，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 用在无参构造函数赋值用

两者都是用来减少空数组的创建，所有空ArrayList都共享空数组。两者的区别主要是用来起区分用，针对有参无参的构造在扩容时做区分走不通的扩容逻辑，优化性能。

在无参构造函数创建ArrayList时其实创建的是一个容量为0的数组（DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 标识），只有在第一次新增元素时才会被扩容为10