ArrayList扩容机制

ArrayList继承了AbstractList，实现了List接口，底层实现基于数组，因此可以认为是一个可变长度的数组。

ArrayList扩容的本质就是计算出新的扩容数组的size后实例化，并将原有数组内容复制到新数组中去

ArrayList 部分源码

 /*** 默认初始容量*/private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;/*** 定义一个空数组以供使用*/private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};/*** 也是一个空数组，构造无参构造方法时用到*/private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};/*** 存放数组中的元素，transient修饰，不被序列化*/transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access/*** 表示数组中所包含实际元素的个数，和elementData.length不同*/private int size;/*** 记录list被修改的次数*/protected transient int modCount = 0;/*** 分配数组的最大大小，（有些虚拟机在数组中保留一些头词，如果 分配更大的数组可能导致 OutOfMemoryError:请求的数组大小超过虚拟机限制 ）*/private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;/*** 无参构造函数，返回空数组DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA*/public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}/*** 有参构造函数,构造一个具有指定初始容量的空list,initialCapacity = 0 时 ，返回空数组EMPTY_ELEMENTDATA，与无参构造返回的 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 不同* @param initialCapacity*/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);}}/*** 有参构造函数，构造包含指定元素的list* @param c*/public ArrayList(Collection<? extends E> c) {//将传入的集合转为数组elementData = c.toArray();if ((size = elementData.length) != 0) {// c.toArray可能(不正确地)不返回Object[]   (see 6260652)if (elementData.getClass() != Object[].class)//通过Arrays.copyOf方法把集合中的元素拷贝到elementData中elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);} else {// replace with empty array.this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;}}/*** 将指定元素追加到列表末尾* @param e* @return*/public boolean add(E e) {int i =0;//size + 1  把数组实际长度加1,以确保能保持下下一个数据ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true;}/*** 将指定元素插入到指定的位置* 将当前元素移动到该位置（如果有的话），并 移动右边的后续元素（在它们的下标上加1）* @param index* @param element*/public void add(int index, E element) {rangeCheckForAdd(index);ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);elementData[index] = element;size++;}/*** minCapacity = size + 1* @param minCapacity*/private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}/*** 计算容器大小* 如果是调用了无参构造返回的空数组（DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA），* 则返回 默认初始容量（DEFAULT_CAPACITY=10） 和 minCapacity = size+1  中的最大值 ，由于第一次调用 size=0,故此时返回 10；* 否则返回 minCapacity = size+1,注意只有第一次调用add时，才返回 1，此后的调用需要根据实际的数组长度size+1* @return*/private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}return minCapacity;}/*** 判断是否需要调用扩容方法* 1. 如果 new ArrayList 时 给定了长度（长度 > 0）,即调用有参构造 ，那elementData.length 就是 传入的长度,*    而第一次调用add 时，由于size=0, 所以 minCapacity = size +1 = 1, 故 不需要调用 扩容函数* 2. 如果 new ArrayList 时 没有给定了长度,即调用无参构造，返回的空数组 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA ，*    那 elementData.length = 0 ， 则满足条件，需要调用扩容方法* @param minCapacity*/private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount++;//如果minCapacity > elementData.length ,即 当前数组实际长度 大于 数组容量时 ，调用扩容方法 grow()if (minCapacity - elementData.length > 0)grow(minCapacity);}/*** 扩容方法* @param minCapacity*/private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint oldCapacity = elementData.length; //原来的容量// 新容量 = 原容量右移一位+原容量 = 原容量*1.5int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//若新容量 < 数组实际长度+1 , 则 直接让 数据实际长度+1 为新容量if (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity;//如果新容量 大于 分配数组的最大大小if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);// 通过Arrays.copyOf方法把原数组的内容放到更大容量的数组里面elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}//如果数据实际长度+1 大于 分配数组的最大大小, 则返回 最大整数，否则 返回  分配数组的最大大小private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE;}

假如我们放入11个值，那ArrayList的扩容过程是怎样？

ArrayList 初始化 elementData 数组长度为0，放入第一个值的时候，elementData 是 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，所以第一次扩容是DEFAULT_CAPACITY，也就是10，所以当前elementData数组长度是10，然后放入11个值，所需数组长度是12, 大于elementData 数组长度10，需要扩容，第二次扩容是按当前数组长度的一半，也就是5，所以扩容长度是15，15比所需长度12大，满足条件进行扩容，所以elementData 数组长度是15

总结：
调用add（）方法时扩容步骤：

如果放入的值个数小于10个，那数组容量就是10；
如果放入的值个数大于10个，小于 15 个，则容量为 10*1.5 = 15 ；
如果放入的值个数大于15 个，小于 22 个，则容量为 15*1.5 = 22
·····以此类推，每次递增到原数组容量的1.5倍

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