1.概述
我今天我们来看一下我们常用的集合ArrayList,ArrayList在平时使用的时候还是有用的，虽然不是线程安全的，但是在单线程环境下还是扮演者比较重要的角色！底层实现使用Object数组，因为不允许有泛型数组，所以一般都是进行强制类型转换的。
2.继承架构
直接看图
可以看出来 继承自AbstractList，并且实现了List等一些标记型接口，可能大家不是很了解RandomAccess接口有什么用，这其实也只是一个标记接口，就是标记这个类是可以快速随机访问地，底层是通过数组实现，所以可能在一些场景中，我们需要进行遍历的时候优先选择这个类型的类。大概就是一个这么个作用。
我们来看一下类变量
```
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
```
//默认大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0];
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0];
//存放数据 不参与序列化
transient Object[] elementData;
//长度
private int size;
//最大值
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = 2147483639;
3.方法源码介绍
构造方法
默认初始化的方法，不会创建数组，而是指向这个空的常量数组。
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
带int参数的构造，
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);
}
}
add方法实现
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
这个方法逻辑很简单，首先确保长度够，然后更新数据，最后返回。
我们来看一下ensureCapacityInternal方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//这里其实就是为了判断是否是调用无参构造创建的对象
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//选取一个最大的进行扩容
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
大概就是这么个逻辑很简单。我们再来看扩容的操作
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
//维护更新次数，这个变量是在父类中定义的。
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
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);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
在grow方法中就是一些列判断，选取合适的扩容大小，这个规则都是一致的，首先和1.5倍原大小比较，选取最大的。最后和max比较，如果超过max，就判断当前需要的大小是否溢出，如果溢出抛出异常，若果没有就和max比较，如果大于max，让其值为Integer.MAX_VALUE，否则为max。
然后通过调用copyof方法进行拷贝。
另外一个add方法
public void add(int index, E element) {
//范围检查
rangeCheckForAdd(index);
//和上面一样 对大小进行校验
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//调用方法拷贝
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//复制
elementData[index] = element;
size++;
}
set和get方法比较简单，都是先对越界校验，然后返回或者设置。
contains方法
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
这个方法简单暴力。通过for循环查找，然后返回。但是对null进行了特殊处理，防止空指针异常。
remove方法
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
同样的，只要对底层需要更新的都需要先检查。并且更新modCount，这里应该是在遍历时候为了实现fail-fast机制。
判断是否为最后一个元素，如果是，直接让其为null，如果不是需要调用copy方法对数组进行更新。保证数组连续，因此remove方法是很不友好的。 最后复制为null让gc，防止内存泄露。
还有一个remove(Object o) 方法，原理一致不多说！
clear方法
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
全部更新为null
sublist方法
这个方法并没有是我们想象的那样，重新创建一个数组，然后赋值。这里共用了原空间，只不过维护了对应的记录，比如长度，开始位置。
通过offset和parent进行对数组的操作，所以更新的时候其实对原数组的更新！
private class SubList extends AbstractList
private final AbstractList
private final int parentOffset;
private final int offset;
int size;
SubList(AbstractList
int offset, int fromIndex, int toIndex) {
this.parent = parent;
this.parentOffset = fromIndex;
this.offset = offset + fromIndex;
this.size = toIndex - fromIndex;
this.modCount = ArrayList.this.modCount;
}
//。。。。省略一些方法
}
trimToSize方法
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
这个方法就是清除null，没啥意思。
我们再来研究一些其内部的迭代器
public ListIterator
return new ListItr(0);
}
public Iterator
return new Itr();
}
通过内部类实现，listIterator多了一些add的功能，
因为如果只是Itr实现，我们是不能在迭代的过程中对数组进行增删操作的，会抛出ConcurrentModificationException。
而ListItr内部实现了自己的add方法，而不是调用原来的add。
前面我们说个 modCount就是为了fail-fast机制，所以才维护的。
下面这个方法在迭代的过程中，都会调用，只要外部修改，都会抛出异常。
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
而listIterator内部实现的方法则不会，因为其内部更新了expectedModCount。保证其相等。就这样！
public void add(E e) {
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
ArrayList.this.add(i, e);
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
4.总结
基本上ArrayList的实现就是这么个样子，实现比较容易，希望对大家有所帮助！