前言
今天介绍经常使用的一个Java集合类——ArrayList（基于JDK1.8.0_121）。ArrayList在工作和日常面试中经常被使用或者提到。总的来说，工作中使用ArrayList主要是因为动态数组的方便性，面试中出现ArrayList经常是和LinkedList/Vector一起出现，分析这三种集合的异同。
ArrayList类图
图片是直接从IntelliJ中导出来的，其中：蓝色线条意味着继承，绿色线条意味着接口实现。
ArrayList源码剖析
ArrayList定义
public class ArrayList extends AbstractList
implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable 我们首先需要明白并且牢记在内心的是，ArrayList本质上是一个数组，但是与Java中基础的数组所不同的是，它能够动态增长自己的容量。
通过ArrayList的定义，可以知道ArrayList继承了AbstractList，同时实现了List,RandomAccess,Cloneable和java.io.Serializable接口。
继承了AbstractList类，实现了List，意味着ArrayList是一个数组队列，提供了诸如增删改查、遍历等功能。
实现了RandomAccess接口，意味着ArrayList提供了随机访问的功能。RandomAccess接口在Java中是用来被List实现，用来提供快速访问功能的。在ArrayList中，即我们可以通过元素的序号快速获取元素对象。
实现了Cloneable接口，意味着ArrayList实现了clone()函数，能被克隆。
实现了java.io.Serializable接口，意味着ArrayList能够通过序列化进行传输。
ArrayList关键属性
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
transient Object[] elementData;
private int size;(1)ArrayList的默认容量为10；
(2)elementData是"Object类型的数组"，所有ArrayList元素都保存在elementData中。在ArrayList中，elementData是一个动态数组。需要注意的是，ArrayList通过构造函数ArrayList(int initialCapacity)定义初始量initialCapacity；
(3)size是动态数组的实际大小。
//ArrayList带容量的构造函数
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
//新建一个容量为initialCapacity的数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
//ArrayList默认构造函数，默认为空
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
// 构造一个包含指定元素的list
public ArrayList(Collection c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}第一个构造方法使用提供的initialCapacity来初始化elementData数组的大小。
第二个构造方法默认数组为0。
第三个构造方法则将提供的集合转成数组返回给elementData（返回若不是Object[]将调用Arrays.copyOf方法将其转为Object[]）。
ArrayList主要方法源码剖析
增加
public boolean add(E e) {
//扩容判断
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
public void add(int index, E element) {
//判断index是否越界，错误产生IndexOutOfBoundsException
rangeCheckForAdd(index);
//进行扩容检查
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//对数组进行复制，将空出的Index位置出入element，并将index后的所有数据后移一个位置。
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//将index上的数据设置为element
elementData[index] = element;
//容量+1
size++;
}删除
public E remove(int index) {
//边界检查
rangeCheck(index);
modCount++;
//oldValue即要删除的元素
E oldValue = elementData(index);
//要复制的元素
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//释放最后一个元素
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
public boolean remove(Object o) {
//对o进行判断
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}更新
public E set(int index, E element) {
//数组扩容
rangeCheck(index);
//获取要更新的位置的数据
E oldValue = elementData(index);
//更新元素
elementData[index] = element;
return oldValue;
}