一、基本原理
- 数组的长度是固定的，java里面数组都是定长数组，如果不停的往ArrayList里面塞入这个数据，此时元素数量超过了初始大小，此时就会发生一个数组的扩容，就会搞一个更大的数组，把以前的数组拷贝到新的数组里面去
- 缺点一、这个数组扩容+元素拷贝的过程，相对来说会慢一些. 所以，不要频繁的往arralist里面去塞数据，导致他频繁的数组扩容，避免扩容的时候较差的性能影响了系统的运行
- 缺点二、数组来实现，数组你要是往数组的中间加一个元素，是不是要把数组中那个新增元素后面的元素全部往后面挪动一位，所以说，如果你是往ArrayList中间插入一个元素，性能比较差，会导致他后面的大量的元素挪动一个位置
- 优点一、基于数组来实现，非常适合随机读，你可以随机的去读数组中的某个元素，list.get(10)，相当于是在获取第11个元素，这个随机读的性能是比较高的，随机读，list.get(2)，list.get(20)，随机读list里任何一个元素
- 为什么基于数组的ArrayList随机读写会很快，而插入性能较低，因为数组是基于内存里连续的空间，只要根据Index+offset就可以计算出我们想访问的那个元素在内存中的地址
源码
代码片段一、
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
// 代码片段二、
list.add("zhangsan");
list.add("lisi");
list.add("wuwang");
System.out.println(list.toString());
System.out.println(list.toString());
// 代码片段六、
list.get(2);
// 代码片段七、这里其实是向集合中的index为1的地方，插入一个新的元素
list.add(1,"zhaoliu");
}
代码片段二、
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return true (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
// 这里是在计算当前元素应该放在list中的index索引，代码片段三、
// 这里的size其实就是当前集合的大小，这里要和capacity区分开
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 将当前元素放入到集合中，index=size++
elementData[size++] = e;
return true;
}
代码片段三、
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 代码片段四、
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
// 通过代码片段四，第一次进来，minCapacity的值为10
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
// 如果minCapacity大于集合现在的大小的话，就会走k扩容逻辑
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
代码片段四、
/**
* elementData:代表当前集合的底层数组
* minCapacity：当前数组的大小+1
* 所以第一次调用list的add()方法的时候，elementData是空的，minCapacity为1
* 返回DEFAULT_CAPACITY，集合的初始化大小 10
*/
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
代码片段五、
/**
* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
* number of elements specified by the minimum capacity argument.
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
// 集合现在的大小
int oldCapacity = elementData.length;
// 扩容逻辑就是：oldCapacity(老的大小) + oldCapacity/ 2
// 比如原来大小10，现在扩容，就是10 + 10/2 = 15
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 如果新的仓位15大于minCapacity
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:
// 这里进行数组拷贝，完成老数组到新数组的拷贝
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
代码片段六、
/**
* Returns the element at the specified position in this list.
*
* @param index index of the element to return
* @return the element at the specified position in this list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public E get(int index) {
// 如下面代码，如果index超过了size，就会报出来一个数组越界异常
rangeCheck(index);
// 返回index下的元素，所以，集合的读是很快的
return elementData(index);
}
/**
* Checks if the given index is in range. If not, throws an appropriate
* runtime exception. This method does *not* check if the index is
* negative: It is always used immediately prior to an array access,
* which throws an ArrayIndexOutOfBoundsException if index is negative.
*/
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
代码片段七、
/**
* 在指定位置插入一个新的元素，然后指定位置以后的元素进行重新排序
* Inserts the specified element at the specified position in this
* list. Shifts the element currently at that position (if any) and
* any subsequent elements to the right (adds one to their indices).
*
* @param index index at which the specified element is to be inserted
* @param element element to be inserted
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public void add(int index, E element) {
// 检查index是否越界，越界则抛出角标越界异常
rangeCheckForAdd(index);
// 代码片段四中的检查是否需要扩容
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 这里的数组拷贝，然后index后面的元素向后移动
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
// 将新的元素放入到指定index中
elementData[index] = element;
size++;
}
/**
* A version of rangeCheck used by add and addAll.
*/
private void rangeCheckForAdd(int index) {
// 检查index是否越界
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
三、总结
- 其实对于大部分Java的程序员来说，ArrayList的基本原理都没啥问题，但是我们为什么还要继续分析ArrayList的源码呢，主要是，随着我们工作年限的增加，在去面试的话，基本上都是往死里问，所以对于基础的集合，我们还是很有必要来分析一下他的源码
- 我们仅仅是研究一下核心源码，如果对ArrzyList中1500行左右的源码全部剖析的话，首先我们肯定记不住这么多，其次还可能忽略核心功能，如果对于核心功能已经了解的话，其他的API其实都不难的
