源码分析--ArrayList（JDK1.8）

　　ArrayList是开发常用的有序集合，底层为动态数组实现。可以插入null，并允许重复。

　　下面是源码中一些比较重要属性：

　　1、ArrayList默认大小10。

    /**
     * Default initial capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

　　

　　2、elementData就是真正存放数据的数组。elementData[]本身是动态的，并不是数组的全部空间都会使用，所以加上transient关键词进行修饰，防止自动序列化。

transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

　　

　　3、ArrayList的实际大小。每次进行add或者remove后，都会进行跟踪修订。

/**
     * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
     *
     * @serial
     */
    private int size;

 

　　下面分析主要方法：

　　1、add()方法有两个实现，一种是直接添加，一种是指定index添加。

　　直接添加代码如下：

    /**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

• 扩容判断
• 元素插入elementData[]尾部，size加1

　　

　　指定index添加方式：

   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++;
    }

• 根据当前size，判断指定索引是否合理
• 扩容判断
• 将原数组中从index往后的全部元素copy到index+1之后的位置。也就是把后续元素的索引全部+1
• 需插入的元素放入指定index
• size加1

 

　　add()方法中，数组扩容调用的最终方法如下：

   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);
    }

　　代码中看得出，ArrayList会在原先容量的基础上，扩容为原来的1.5倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)），最大容量为Integer.MAX_VALUE。elementData也就是一个数组复制的过程了。所以在平常的开发中，实例化ArrayList时，可以尽量指定容量大小，减少扩容带来的数组复制开销。

 

　　2、remove()方法和add()类似，这里就只简单看下：

    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;
    }

　　也就是拿到删除元素的index后，用数组复制的方式进行元素的覆盖。最后一个elementData数组的元素就是成了垃圾数据，让GC进行回收。size减1。

　　

　　3、序列化

  /**
     * Save the state of the <tt>ArrayList</tt> instance to a stream (that
     * is, serialize it).
     *
     * @serialData The length of the array backing the <tt>ArrayList</tt>
     *             instance is emitted (int), followed by all of its elements
     *             (each an <tt>Object</tt>) in the proper order.
     */
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException{
        // Write out element count, and any hidden stuff
        int expectedModCount = modCount;
        s.defaultWriteObject();

        // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
        s.writeInt(size);

        // Write out all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            s.writeObject(elementData[i]);
        }

        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    /**
     * Reconstitute the <tt>ArrayList</tt> instance from a stream (that is,
     * deserialize it).
     */
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

        // Read in size, and any hidden stuff
        s.defaultReadObject();

        // Read in capacity
        s.readInt(); // ignored

        if (size > 0) {
            // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
            int capacity = calculateCapacity(elementData, size);
            SharedSecrets.getJavaOISAccess().checkArray(s, Object[].class, capacity);
            ensureCapacityInternal(size);

            Object[] a = elementData;
            // Read in all elements in the proper order.
            for (int i=0; i<size; i++) {
                a[i] = s.readObject();
            }
        }
    }

　　ArrayList是用动态数组elementData进行数据存储的，所以本身自定义了序列化与反序列化方法。当对象中自定义了 writeObject 和 readObject 方法时，JVM 会调用这两个自定义方法来实现序列化与反序列化。ArrayList只序列化elementData里面的数据。