java底层原理—ArrayList源码分析

引言

学习底层是为了更好的选择合适数据结构进行开发，这篇是为了讲解ArrayList底层原理的，同时也是总结一下自己的学习成果。

太多的文字让人看得眼花缭乱，废话不多说，上图解。

这是ArrayList的属性：

一、创建ArrayList对象，初始化过程

1. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
   

2. public ArrayList() {
        //this.当前数组=默认数组
       this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
   }
   

   • 给当前存储数据的数组创建出来，创建完毕。

二、调用add方法，添加数据过程

1. list.add("admin");
   

2. public boolean add(E e) {
       ensureCapacityInternal(size + 1); 
       //add方法把值"admin"传过来就是参数 e ，然后把值放进当前数组的下一个位置，但是我们这个当前数组还并没有被创建，我们就可以看看上面的方法
       elementData[size++] = e;
       return true;
   }
   

3. 执行ensureCapacityInternal方法

   private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
       if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
           minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
       }
   
       ensureExplicitCapacity(minCapacity);
   }
   

   • 判断当前数组是否是空的元素数组（一般第一次都是）
   • Math.max()方法是判断两个参数的大小，返回较大的值
   • DEFAULT_CAPACITY是默认容量(10)，一般第一次都是会返回默认容量

4. 执行ensureExplicitCapacity方法

   private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
       modCount++;
   
       // overflow-conscious code
       if (minCapacity - elementData.length > 0)
           grow(minCapacity);
   }
   

   • 方法参数是最小容量
   • 如果最小容量(将要开辟的元素空间大小) - 当前数组的长度 > 0 那么就证明空间大小不够，就会执行grow扩容方法

5. 如果容量不够则执行grow方法

   private void grow(int minCapacity) {
       // overflow-conscious code
       int oldCapacity = elementData.length;
       int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
       if (newCapacity - minCapacity < 0)
           newCapacity = minCapacity;
       if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
           newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
       // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
       elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
   }
   

   • 此方法先是获取到了当前数组的长度大小，然后以 oldCapacity + (oldCapacity >> 1) 的方式每次扩容1.5倍的容量
   • 然后最后将当前数组给copy替换成新容量的数组，至此扩容完毕。

三、总结

• ArrayList底层使用数组进行存储数据
• ArrayList扩容机制每次扩容1.5倍