Java容器之ArrayList详解

Posted 2021-03-09 dragonets

List是collection接口的实现类

List:

特点：有序，可重复

它有两个常用的实现类：

一。ArrayList：

特点：以数组的形式进行存储，因此随机访问速度较快，所有它适用于查询。

缺点：不适用于插入和删除的操作 因为每次操作都需要移动数组中的元素。

根据源码我们能得出以下几点：

1.ArrayList 在初始化的时候如果我们没有指定长度的话，它会有一个默认长度10,

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

 

2.如果我们在增加新元素的时候超过了原来的容量，那么ArrayList是怎么做的呢？ 

   （底层扩容机制：扩容为原来的1.5倍）

这就涉及到了ArrayList的扩容机制，既然ArrayList是以数组形式存储的，那么肯定就继承了数组的特点一旦声明不可更改，那么既然不可更改，那java是怎么解决这个问题的呢？

transient Object[] elementData;

开头声明的这个就是一个临时的可变的数组 为以后数组扩容做准备

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

上边代码的ensureCapacityInternal(size+1) 就是扩容的开始

我们点进去源码继续深入

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

看到这我们发现了 ensureCapacityInternal中调用了ensureExplicitCapacity我们继续深入

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//默认的空集合

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默认10

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
　　　　　　//如果当前的elemenrData（当前的数据）是一个空的集合 ，获取下一步的扩容的容量
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }

然后我们回到上一层

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++; //每次修改集合次数 （AbstractList.class中的值)

// overflow-conscious code 检测溢出
//如果最小所需容量>数组长度，就要扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }

 private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //初始容量的1.5倍（1.8，1.7）（1.6是 1.5倍+1）
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity; //如果还是不够就把需要的值赋值
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); //判断大容量，下面代码
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); //这就是为什么以数组形式存储还可以扩容的原因
    }

    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow 内存溢出
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? //三元运算
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

看完以上代码 我们可以得出来如果不给初始值，默认值为10，扩容时候不是在原数组上做更改，而是copy了一个数组 按1.5倍增长

3.ArrayList是线程不安全的。如果要实现线程安全 可以使用 synchronized关键字 或者使用Collections.synchronizedList()方法 如下：

 List<Object> objects = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());