Java语言中ArrayList实现原理-一一网

一、ArrayList实现原理（Java）

ArrayList是作为List接口的一个实现，通常把其用作一个可变长度的动态数组使用；ArrayList 是非线程安全类，并发环境下，多个线程同时操作 ArrayList，会引发不可预知的错误。

1、构造方法

ArrayList 有两个构造方法，一个是无参，另一个需传入初始容量值。大家平时最常用的是无参构造方法，相关代码如下：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 初始容量为 10
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};// 一个空对象
// 一个空对象，如果使用默认构造函数创建，则默认对象内容默认是该值
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
transient Object[] elementData; //当前数据对象存放地方，当前对象不参与序列化
private int size; // 当前数组长度
 
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);
   }
}
 
public ArrayList() {
   this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
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两个构造方法做的事情并不复杂，目的都是初始化底层数组 elementData。区别在于无参构造方法会将 elementData 初始化一个空数组，插入元素时，扩容将会按默认值重新初始化数组。而有参的构造方法则会将 elementData 初始化为参数值大小（>= 0）的数组。

2、扩容机制

对于变长数据结构，当结构中没有空余空间可供使用时，就需要进行扩容。在 ArrayList 中，当空间用完，其会按照原数组空间的 1.5 倍进行扩容。

3、手动缩容

往 ArrayList 插入大量元素后，又删除很多元素，此时底层数组会空闲处大量的空间。因为 ArrayList 没有自动缩容机制，导致底层数组大量的空闲空间不能被释放，造成浪费。对于这种情况，ArrayList 也提供了相应的处理方法，如下：

/** 将数组容量缩小至元素数量 */
public void trimToSize() {
   modCount++;
   if (size < elementData.length) {
       elementData = (size == 0)
         ? EMPTY_ELEMENTDATA
         : Arrays.copyOf(elementData, size);
   }
}
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