java基础之ArrayList扩容机制

/**
* 要分配的最大数组大小
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

/**
* ArrayList扩容的核心方法。
*/
private void grow(int minCapacity) {
// oldCapacity为旧容量，newCapacity为新容量
int oldCapacity = elementData.length;
//将oldCapacity 右移一位，其效果相当于oldCapacity /2，
//我们知道位运算的速度远远快于整除运算，整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍，
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//然后检查新容量是否大于最小需要容量，若还是小于最小需要容量，那么就把最小需要容量当作数组的新容量，
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE，
//如果minCapacity大于最大容量，则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`，否则，新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。
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);
}

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以ArrayList每次扩容之后容量都会变成之前的1.5倍（JDK1.6版本以后），JDK。6版本时，扩容之后的容量为1.5倍+1

“>>”（位移运算符）：>>1右移一位相当于除以2，右移n位相当于除以2的n次方。这里oldCapacity明显右移了1位，所以相当于oldCapacity/2,对于大数据的2进制运算，位移运算符比那些普通运算符要快很多，因为程序仅仅移动一下而已，不用去计算，这样提高了效率，节省了资源

通过例子来探寻一下grow（）方法：

• 当add第一个元素时，oldCapacity为0，经过比较后第一个if判断成立，但第二个if判断不会成立，即newCapacity不比MAX_ARRAY_SIZE大，则不会进入hugeCapacity方法，数组容量为10，add方法中return true，size增为1.

• 当add第11个元素进入grow方法时，newCapacity为15，比minCapacity（11）大，第一个判断不成立。新容量没有大于数组最大size，不会进入hugeCapacity方法，数组容量扩为15，add方法中return true，size增为11

• 以此类推

补充：

• java中的length属性是针对数组说的，比如说声明了一个数组，想知道这个数组的长度则用到length这个属性

• java中的length()方法是针对字符串来说的，如果想知道这个字符串的长度，则用到length()方法

• java中的size()方法是针对泛型集合说的，如果想看这个泛型有多少元素，用这个方法

hugeCapacity()方法

从上面grow()方法源码我们知道：如果新容量大于MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行)hugeCapacity()方法来比较minCapaclity和MAX_ARRAY_SIZE，如果minCapacity大于最大容量，则新容量为Integer.MAX_VALUE，否则新容量大小则为MAX_ARRAY_SIZE，即Integer.Max_VALUE - 8;

    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        //对minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE进行比较
        //若minCapacity大，将Integer.MAX_VALUE作为新数组的大小
        //若MAX_ARRAY_SIZE大，将MAX_ARRAY_SIZE作为新数组的大小
        //MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

ensureCapacity方法

    /**
    如有必要，增加此 ArrayList 实例的容量，以确保它至少可以容纳由minimum capacity参数指定的元素数。
     *
     * @param   minCapacity   所需的最小容量
     */
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
            // any size if not default element table
            ? 0
            // larger than default for default empty table. It's already
            // supposed to be at default size.
            : DEFAULT_CAPACITY;
​
        if (minCapacity > minExpand) {
            ensureExplicitCapacity(minCapacity);
        }
    }

最好在add大量元素之前使用ensureCapacity方法，以减少重新分配的次数