Java-API简析_java.util.ArrayList类（基于 Latest JDK）（浅析源码）

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出自【进步*于辰的博客】

其实我的【Java-API】专栏内的博文对大家来说意义是不大的。因为暂且没有源码讲解，而且需要看Java-API，直接看Java-API文档就行了，也不用看博文。所以呢，这篇博文主要是写给我自己看的，也就是Java-API笔记。
因为我发现目前，我对Java-API的学习意识比较薄弱，需要慢慢习惯使用Java-API，乃至剖析源码来提升自己的源码阅读能力和编码素质。
大家如果需要Java-API文档，我上传了【https://download.csdn.net/download/m0_69908381/87691693】。

1、概述

List 接口的大小可变数组的实现。实现了所有可选列表操作，并允许包括 null 在内的所有元素。除了实现 List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。（此类大致上等同于 Vector 类，除了此类是不同步的。）

size()、isEmpty()、get()、set()、iterator() 和 listIterator() 操作都以固定时间运行。add() 操作以分摊的固定时间 运行，也就是说，添加 n 个元素需要 O(n) 时间。其他所有操作都以线性时间运行（大体上讲）。与用于 LinkedList 实现的常数因子相比，此实现的常数因子较低。

每个 ArrayList 实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向 ArrayList 中不断添加元素，其容量也自动增长。并未指定增长策略的细节，因为这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单。

在添加大量元素前，应用程序可以使用 ensureCapacity() 操作来增加 ArrayList 实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。

注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个 ArrayList 实例，而其中至少一个线程从结构上修改了列表，那么它必须 保持外部同步。（结构上的修改是指任何添加或删除一个或多个元素的操作，或者显式调整底层数组的大小；仅仅设置元素的值不是结构上的修改。）这一般通过对自然封装该列表的对象进行同步操作来完成。如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedList() 方法将该列表“包装”起来。这最好在创建时完成，以防止意外对列表进行不同步的访问：

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));

此类的 iterator() 和 listIterator() 方法返回的迭代器是快速失败的：在创建迭代器之后，除非通过迭代器自身的 remove() 或 add() 方法从结构上对列表进行修改，否则在任何时间以任何方式对列表进行修改，迭代器都会抛出 ConcurrentModificationException。因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。
示例：

List<Integer> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// 或者：
// List list = new ArrayList();
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
list.add(2023);
while (iterator.hasNext()) {
	sout iterator.next();
}

测试结果：

注意，迭代器的快速失败行为无法得到保证，因为一般来说，不可能对是否出现不同步并发修改做出任何硬性保证。快速失败迭代器会尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。因此，为提高这类迭代器的正确性而编写一个依赖于此异常的程序是错误的做法：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测 bug。

此类是 Java Collections Framework 的成员。

从以下版本开始：
1.2
另请参见：
Collection、List、LinkedList、Vector、Collections.synchronizedList(List)、序列化表格

2、构造方法摘要

2.1 null

构造一个初始容量为 10 的空列表。

2.2 Collection c

构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。

2.3 int initialCapacity

构造一个具有指定初始容量的空列表。

3、方法摘要

3.1 boolean add(E o)

将指定的元素追加到此列表的尾部。
说明：
先看源码。

图中红框部分的作用是扩容，具体实现后续补充。

elementData的类型是Object[]，作用类似String.value。
因此，此方法的底层是在elementData末尾自增一个元素，再用o赋值。

3.2 void add(int index, E element)

将指定的元素插入此列表中的指定位置。
说明：
先看源码。

进入rangeCheckForAdd()。

是为了防止数组下标越界异常。

从elementData[index] = element判断，可能会误以为此方法的作用是直接覆盖，元素长度不变。
实则不是，看图中红框部分，详述查阅博文【Java-API简析_java.lang.System类（基于 Latest JDK）（浅析源码）】的第2.1项。经过推演，红框部分的目的是元素后移。
因此，此方法的底层逻辑的确是覆盖，而且是先后移元素，再覆盖，即插入元素。
这也是图中黑框部分存在的原因。

3.3 boolean addAll(Collection c)

按照指定 Collection 的迭代器所返回的元素顺序，将该 Collection 中的所有元素追加到此列表的尾部。
说明：
先看源码。

从上1项，了解System.arraycopy()后，此方法的底层实现就很明了了，自行推演就 Ok。
追加元素，自然要扩容。

3.4 boolean addAll(int index, Collection c)

从指定的位置开始，将指定 Collection 中的所有元素插入到此列表中。
说明：
先看源码。

此方法相当于是整合了第2、3项，即抽取c中所有元素，依次插入指定位置。
具体的源码解读，后续补充。

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本文持续更新中。。。