图解Arraylist内存分配,以及底层实现,扩容性能分析
1:集合内存分配以及初始化过程图解
![](http://img-my.csdn.net/uploads/201305/20/1369055518_6987.jpg)
2:源码解读ArrayList内部实现(数组结构)
构造ArrayList的时候,默认初始化容量为10,保存容器为 Object[] elementData。向集合添加元素的时候,调用add方法,比如list.add("a");
add方法做的操作是:elementData[size++] = e; 然后元素就被存放进了elementData。
初始化容量为10,当我们存第十一个元素的时候,会怎么做呢?看ArrayList类的部分源码:
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E> { private transient Object[] elementData; public ArrayList(int initialCapacity) { super(); if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); this.elementData = new Object[initialCapacity]; } //Constructs an empty list with an initial capacity of ten. public ArrayList() { this(10); } public boolean add(E e) { ensureCapacity(size + 1); // 扩充长度 elementData[size++] = e; // 先赋值,后进行size++。所以是从[0]开始存。 return true; } public void ensureCapacity(int minCapacity) { modCount++; int oldCapacity = elementData.length; // 旧集合长度 if (minCapacity > oldCapacity) { Object oldData[] = elementData; // 旧集合数据 int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; // 计算新长度,旧长度的1.5倍+1 if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity; // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); // 这就是传说中的可变集合。用新长度复制原数组。 } } public E get(int index) { RangeCheck(index); return (E) elementData[index]; } }add方法中先调用ensureCapacity方法对原数组长度进行扩充,扩充方式为,通过Arrays类的copyOf方法对原数组进行拷贝,长度为原数组的1.5倍+1。
然后把扩容后的新数组实例对象地址赋值给elementData引用类型变量。扩容完毕。
3:扩容性能简单分析
可以看到,扩容长度是旧长度的1.5倍+1,可以通过下面的程序计算出扩容次数:public class Test { public static void main(String[] args) { increse(10, 1000); } private static int newCapacity; // 新容量 private static int count; // 扩容次数 private static int temp; /** * 计算扩容次数 * @param init 集合初始化大小 * @param elementDataSize 元素个数 */ public static void increse(int init, int elementDataSize) { temp = init; while (true) { if (newCapacity >= elementDataSize) break; increse(temp); } } private static void increse(int init) { newCapacity = (int) (init * 1.5 + 1); // 计算新容量 System.out.println("扩容第 [" + ++count + "] 次" + "\t" + "新容量=" + newCapacity); temp = newCapacity; } }经测试,如果要存100万数据,需要扩容28次,数据量越大,扩容次数越多,每一次的扩容代表着创建新数组对象,复制原有数据。
如果数据很大,那么有必要为集合初始化一个默认大小,防止多次扩容,但如果数据增长很慢,那么就会浪费内存了,具体怎么做,还是要看实际应用场景。这里只做初步分析。
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