*ArrayList实现原理及源码学习（JDK 1.8.0）*
原创*ArrayList实现原理及源码学习（JDK 1.8.0）*
原创
*ArrayList实现原理及源码学习（JDK 1.8.0）*
说明：ArrayList类的继承关系
（1）继承自抽象类AbstractList；
（2）实现了List接口，拥有List的基本功能；
（3）实现了RandomAccess接口，拥有随机读写的功能；
（4）实现了Cloneable，可以被克隆；
（5）实现了Serializable接口，并重写了序列化和反序列化方法，使得ArrayList拥有更好的序列化性能。
一、ArrayList的基本属性
二、ArrayList的构造方法（3种）
注：
关于第3种构造方法，首先调用给定集合(collection)的toArray()方法将其转换为一个数组并赋值给 elementData ；size 是集合的大小，当通过别的集合来构造ArrayList的时候，需要赋值 size。size不为0时，接下来的if条件语句是判断c.toArray()返回的结果是否正确，如果不正确则利用Arrays.copyOf方法将集合c中的元素复制到elementData数组中；size为0则将EMPTY_ELEMENTDATA空实例赋给elementData。
三、ArrayList的常用方法
1.添加元素方法
注：在上述add操作中，按照方法调用的顺序看下来，
（1）在 calculateCapacity(int minCapacity) 方法中，判断了是否使用的默认无参构造，如果是则返回的最小容量为Math.max(DEFAULT_CAPACITY,size+1)，反之返回传入的size+1；
（2）modCount字段是用来记录修改过容量的次数，调用ensureExplicitCapacity()方法意味着确定修改容器的大小，即确认扩容；
（3）在grow(int minCapacity)方法中，先按原数组长度elementData.length的1.5倍扩容，如果1.5倍扩容不能满足最小容量，则将最小容量作为扩容后的数组容量；如果按1.5倍扩容超过MAX_ARRAY_SIZE，则对newCapacity进行合理性约束；
（4）最后，拷贝原数组中的数据到扩容后的新数组，并赋给elementData。
注：在上述的add操作中，
（1）首先检查指定的插入位置是否合法；
（2）接着进行数组扩容操作；
（3）然后是影响ArrayList插入删除效率的关键操作——数据搬移，将指定位置开始及其以后的所有元素向后移动，为所插入元素腾出空间；
（4）最后插入元素，元素个数size加1。
注：和上述两个添加元素的操作不同之处在于是批量插入元素，需要先将集合转成数组，若传入的集合为null将抛出空指针异常，其他操作类似。
2.删除元素方法
注：
第1个remove()是删除指定位置处的元素，需要进行下标合法性检查，按照索引直接取得元素值，返回删除的数据，将后面的元素向前移；
第2个remove()是删除指定元素，需要对元素是否为null分情况讨论，元素为null时不能调用元素对象的equals方法。（经验证，当列表中有多个相同数据时，只会删除遍历遇到的第1个数据，正如源码中所示，删除一次就return）
注：
上述方法为批量删除元素和批量保留元素（实质也是批量删除，即删除不在集合中的所有元素），都会先对集合 c 进行是否为null判断处理，调用Objects.requireNonNull方法，若为null抛出空指针异常。如果在操作中途出现异常，会导致 r != size，则将出现异常后面的数据全部复制覆盖到数组中，如下源码所示：
3.修改元素方法
注：
对指定索引进行合法性检查，oldValue保留旧值，然后用新值覆盖旧值，返回oldValue。
4.查询元素方法
5.遍历ArrayList中的对象（迭代器方法）
注：
在获取集合的迭代器的时候，去new了一个Itr对象，而Itr实现了Iterator接口，我们主要关注Iterator接口的常用的方法hasNext(),next(),remove()方法。
（1）cursor：下一个元素的下标
（2）lastRet：上一次返回元素的下标
（3）hasNext()：判断是否还有元素
（4）next()：按照cursor的递增逐个取出元素
（5）remove()：删除元素，如果异步进行了删除操作将会抛出异常
6.其他方法
四、小结ArrayList特点
1.有序：指的是插入元素的顺序和取出元素的顺序一致；
2.可重复：指的是可以插入重复的元素；
3.按索引查找元素效率高，增删元素效率较低（尾插尾删例外）：
原因是查找的时候根据索引可一步到位获取元素值，而增删操作涉及大量的数据搬移操作；
4.线程不安全：
首先源码中的各个操作都没有synchronized字段，以add为例，当插入元素的时候，elementData[size++] = e可以理解为两步操作，
①elementData[size] = e;②size++;我们都知道CUP是切换进程运行的，在单线程中这样是没有问题的，但是很多情况是在多线程中使用ArrayList的，这时候比如有两个线程，线程 A 先将元素存放在位置 0。但是此时 CPU 调度线程A暂停，线程 B 得到运行的机会。线程B也向此 ArrayList 添加元素，因为此时 size 仍然等于 0 ，所以线程B也将元素存放在位置0,然后线程B增加size的值，接着线程A运行，也增加 size 的值，这样最后得到的元素实际上只有一个，存放在位置 0，而 size 却等于 2，因此造成了线程不安全。
5.适用场景：高频的查询操作和尾部增删操作的情况下可以选用。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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