ArrayList关键字段分析
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
* @serial
*/
private int size;
ArrayList用Object[] 数组来存放元素，
size表示数组里面存放了多少元素
/**
* Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
* distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
* first element is added.
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
多个ArrayList实例共享的static属性，一个空数组的实例，使用ArrayList的无参构造函数创建ArrayList实例的时候，直接使DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA给底层数组elementData赋值
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
而当创建一个容量为0的ArrayList时，直接将层数组elementData赋值为另外一个static属性.
从ArrayList获取数据get(int index)
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
get方法很简单，输入参数合法的话直接返回底层数组elementData对应位置的元素，而rangeCheck主要检查下标不能越界访问。
ArrayList尾部添加一个数据add(E e)
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
添加数据时，首先要检查是否需要扩容来添加新的数据，调用ensureCapacityInternal（）来确当前容量足够添加一个新的数据，然后elementData[size++] = e将新数据添加在数组的末尾。
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
ensureCapacityInternal确保在ArrayList容量为0的时候添加数据扩容时，至少扩容DEFAULT_CAPACITY大小，而DEFAULT_CAPACITY大小默认为10.
接着调用ensureExplicitCapacity(minCapacity)进行扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
modCount++用于记录修改次数,主要用于一个线程在迭代数据的时候，另一个数据更改ArrayList结构抛出的ConcurrentModificationException异常。if (minCapacity - elementData.length > 0)用于判断是否真的需要扩容， elementData.length表示的是容器容量，size表示容器存储数据的数量。
调用grow(minCapacity)进行真正的扩容
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);
}
可以看到扩容时直接将容量大小变为之前的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
这里还需要对newCapacity进行调整，如果扩容后的newCapacity还是比minCapacity小
满足
if (newCapacity - minCapacity < 0)
设置newCapacity为传进来的参数minCapacity
newCapacity = minCapacity;
然后判断现在的newCapacity是否比上限MAX_ARRAY_SIZE大
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
如果newCapacity比MAX_ARRAY_SIZE还大，则需要调用hugeCapacity(minCapacity)判断是否是minCapacity传入负数溢出
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
hugeCapacity(int minCapacity)首先检测是否溢出，没溢出的话就返回Integer.MAX_VALUE 作为最大值（minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE条件在调用出就满足），通过上面的步骤，最终得到满足条件的minCapacity.
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
这里把之前elementData数组的值复制到新数组newCapacity中。
向ArrayList任意位置添加一个数据add(int index, E element)
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
/
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
通过add(int index,E element)在ArrayList任意位置添加数据。
rangeCheckForAdd（）函数是检查参数的合法性。
然后ensureCapacityInternal（）继续进行扩容，扩容的原理上面已经分析，接着扩容后就是调用System.arraycopy进行数组的复制，由此可见ArrayList添加数据是比较耗费性能的，事件复杂度是O（n）,因为插入数据总是伴随着数组的复制（数组元素的移动）。
在ArrayList尾部添加一个Collection集合addAll
public boolean addAll(Collection c) {
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
通过Collection的toArray方法把Collectionz转化为Object数组，然后通过ensureCapacityInternal（）进行扩容，最后System.arraycopy进行数组的拼接，System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew)表示从数组a的下标0出开始复制length个元素导数组elementData的下标size处。
ArrayList在任意位置添加一个集合Collection
public boolean addAll(int index, Collection c) {
rangeCheckForAdd(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
rangeCheckForAdd(int index)做入口参数的合法性检查
然后把集合转化成数组
ensureCapacityInternal(size + numNew)进行扩容
计算原数组需要移动位置的个数int numMoved = size - index
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);从elementData数组下标为index处复制numMoved个数据到elementData数组的下标为index + numNew处，这样elementData数组下标为index到index+numNew-1的位置被空出来，用于放置新的数据然后集合的数据添加到elementData数组留出的位置即可。
ArrayList中获取某一个数据的下标indexOf
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;
}
获取下标只能通过遍历的方式逐一比较，null数据不能调用方法，所以不能通过equals进行比较；如果传入的参数o是null的话，通过elementData[i] == null进行比较，否则通过o.equals(elementData[i]) 进行比较。如果遍历过程中找到该数据，返回该数据下标，遍历结束没有找到返回-1 。
ArrayList删除指定位置的数据
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;
}
代码流程还是比较清晰 下标检查。
elementData[–size] = null; // clear to let GC do its work
自己申请内存自己要记得管理，否则造成内存泄漏。
ArrayList删除某一个数据
public boolean remove(Object o) {
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;
}
这里需要根据传入的参数o是否为null进行分类处理，找到index所在的位置后调用fastRemove（）进行删除。