ArrayList分析
ArrayList概述
ArrayList继承了AbstractList,实现了List接口，底层基于动态数组，容量大小可以动态变化，ArrayList中可以添加null元素，另外，ArrayList是非线程安全的
ArrayList实现List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable接口。
- 实现RandomAccess接口，即标识着该类支持快速随机访问
- 实现Cloneable接口，即覆盖了clone(),能被克隆
- 实现Serializable接口，即ArrayList支持序列化，能被序列化去传输
ArrayList源码分析（基于jdk1.8）
成员变量
/**
* 默认容量为10
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
*存储ArrayList元素的数组缓冲区，ArrayList的容量是此数组缓冲区的长度。
*添加第一个元素时，任何带有elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的空ArrayList都将扩展为默认容量
*/
transient Object[] elementData;
/**
* ArrayList实际的元素个数
*/
private int size;
构造方法
/**
构造一个容量大小为10的空list,实际在第一次添加元素时才扩容到10
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 构造具有指定初始容量的空的list
*/
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);
}
}
//构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的
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.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
添加操作
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
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);
}
扩容机制
//grow()方法是ArrayList扩容最终调用的代码
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
//旧容量向右移1位，效果等同 oldCapacity*0.5
//新的容量是旧容量的1.5倍
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);
}
总结
构造一个空的，不指定容量 ArrayList list = new ArrayList（）的list时
当第一次调用add()方法向集合中添加元素时，才会扩容到10。
jdk1.6中ArrayList的扩容机制
- jdk1.6中是扩容成原来的1.5倍+1，代码:
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1 - jdk1.7和jdk1.8都是扩容成原来的1.5倍
ArrayList扩容后是原来的数组还是新的数组
ArrayList扩容后是新的数组，当容量不够时，ArrayList底层通过Arrays.copyOf()方法将原来的数组拷贝到新的数组。因此，数据量多时，非常耗时。
Arrays.copyOf()内部调用System.arraycopy()方法
补充
ArrayList和Vector区别
- 线程安全：Vector的方法都是同步的，是线程安全的，而ArrayList不是线程安全的。由于同步会影响性能，所以，ArrayList的性能比Vector更好一些。
- 扩容机制：ArrayList每次扩容是其大小的1.5倍，而Vector是其大小的2倍。
ArrayList和LinkedList区别
ArrayList和LinkedList都是实现List接口的容器类
- 底层数据结构：ArrayList是基于动态数组的数据结构,而LinkedList是基于双向链表的数据结构。
- 随机访问效率：对于随机访问get和set，ArrayList要优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
- 空间花费：ArrayList的空间浪费主要体现在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）。
- 是否线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，即不保证线程安全。
