Java 集合 —— ArrayList 分析

List 集合的特征：

有序
可以重复
可以随机访问（使用下标添加，删除，访问）

ArrayList 是 List 的实现类，所以 ArrayList 具有 List 的特征

ArrayList 是非线程安全的（非同步）

线程安全，非安全的定义：

线程安全（同步）：
当多线程访问时，采用加锁的机制；即当一个线程访问该类的某个数据的时候，会对这个数据进行保护，使其他线程不能对其访问，直到该线程读取完，其他线程之后才可使用，防止出现数据不一致或数据被污染的情况。
线程不安全（非同步）：
没有提供数据访问时的数据保护，多个线程能操作同一个数据。

底层分析：

点击 ArrayList 进来可以发现，他是由一个数组类型来保存数据的，所以它支持数组的操作。

transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

构造方法：

第一个构造方法，会初始化一个空列表

privat staic final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = { };
...省略代码
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}public void ensureCapacity(int minCapacity) {
//在这里判断，如果初始化时是否空列表，是就分配系统默认的 DEFAULT_CAPACITY  =10
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;
//这里判断如果，我们通过设置 ensureCapacity() 来增加容量
//就会判断我们设置的容量和默认容量的判断
if (minCapacity > minExpand) {
ensureExplicitCapacity(minCapacity);}
}
//继续跟进
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
//在这里判断 如果我们增加的容量比默认容量大时（也就是容量不够时），数组就回去扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
//继续跟进
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//扩容的容量为原来的1.5倍
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);//拷贝复制到扩容后的数组
}

第二构造方法

是创建一个给定大小容量的数组，然后判断给定的容量符不符合
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);}
}

第三方构造方法

由注释可以知道， 构造一个包含指定collection的元素的列表，这些元素按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
// 当c.toArray返回的不是object类型的数组时，进行下面转化。
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}

add 方法

//添加元素到列表的尾部，然后给容量和数组大小都加1
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
//进行跟进
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//这里是 在增加元素的时候，如果列表一开始是空列表，就在 add 之后，就会去取添加的元素容量和默认值间中的最大值
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
//这个方法就是刚才上面分析第一个构造函数的时候，在容量不够时，就去扩容
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}//添加知道位置的元素
public void add(int index, E element) {
//判断添加的元素位置是否合理
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//从 elementData 在 index 位置开始将 size -index 个数从 elementData 的 index+1的位置开始存放
//也就是从 index 这个开始之后位置都 +1
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}

addAll

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
Object[] a = c.toArray();   //转为数组
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); //和上面一样，只是加的大小不一样
//a 数组 从 0 位置开始复制 numNew 的个数到 elementData中，从 size 的位置开始存放
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); //和上面一样，只是加的大小不一样int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
// 数组 elementData 从位置 index 开始 复制 numMoved 个数到 elementData 的index+numNew开始存放
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}

其他的一些 get，set， remove 方法，思路和上面一样知道增加和移除后一些元素的位置要进行改变，就不列出代码了。

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