老掉牙的ArrayList解析它它它又来了

由于本人对多线程板块知识理解的深度不够，所以本文结合了网上面试题的同时略过了ArrayList与多线程结合的题目，或许那才是重点。不过咱们是初学者，先了解就行，不用深究。

写在前头

学完集合的源码，整个人都不好了。以前只知道List、Set、Map三种集合，然后就是对应的增删改查方法，哇，使用集合存数据方便极了，谁还用难用的数组！！！凡是多问几个为什么，你不问，面试官帮你问。好的，所以为了赶在面试官前面，我先来问问自己为什么。
于是就有了你看的这篇博客，当然这仅仅是来自一个初学ArrayList集合的人，知识体系也就不够完善，但是我会加油的，希望对你也有帮助！！！

不过不得不说ArrayList的源码要比HashMap简单很多，只有逻辑代码，很少涉及算法部分（那些二进制算法）。废话不多说，咱们开始吧！！！

建议本文可以配合源码食用

传送门

ArrayList源码剖析

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1、List概述

Java 的 List 是非常常用的数据类型。List 是有序的 Collection。Java List 一共三个实现类：

分别是 ArrayList、Vector 和 LinkedList，所以ArrayList也是有序的。下面的图片分别是三种集合的类图，有兴趣的可以了解一下，当然后期我也会继续跟进，毕竟熟透框架 人人有责。

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2、ArrayList基本概述

ArrayList是一个数组队列，相当于动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List，RandomAccess，Cloneable，java.io.Serializable这些接口

ArrayList 是最常用的 List 实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。

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3、常见的ArrayList面试题

3.1、ArrayList是如何进行扩容的

当我们在使用add()方法时，如果我们没有指定对应的容量，系统就会采用默认的10作为集合的容量。（至于为什么是10，我觉得应该是作者综合考虑了很多因素才决定的吧，毕竟扩容挺浪费性能的）当集合的容量超过10以后，集合的容量就开始扩容，每次扩容为之前容量的1.5倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。当然，每次调用add()方法的时候，都会去进行容量的判断，继而确定是否扩容。

3.2、为什么ArrayList获取集合的长度是使用size，而不是使用length

在最开始接触集合的时候，老师就跟我们说，获取集合的长度是使用size()，而不是length。调用size()我们不难发现它也只是简单的返回一个size变量。那为什么就不能继续让length继续担任长度呢？

public int size() {
    return size;
}

其实在ArrayList中，有集合容量和集合长度一说。集合的容量就是使用的length（用于扩容），集合长度就是集合中真正的包含的元素使用size。并且我们ArrayList是不能够获取集合容量的，这也就是为什么我们的获取集合的长度是使用的size()而非length。

3.3、ArrayList频繁扩容导致添加性能急剧下降，如何处理？

我们分析源码可得，每次ArrayList集合在添加方法的时候，都会去进行集合容量的判定，继而确定是否需要进行扩容。如果我们能够指定出集合具体的恰当容量，那么系统就不会去扩容，直接使用我们设置的容量。这样就能够避免频繁扩容带来的性能损耗。

3.4、如何复制一个ArrayList到另一个ArrayList中去

1、由于ArrayList类实现了clone()接口，所以我们可以直接使用克隆的方式进行

2、在构造方法中传入集合对象，可以完成复制

3、使用addAll方法传入集合对象，可以完成复制

3.5、 ArrayList和LinkedList区别？

• ArrayList

  • 基于动态数组的数据结构
  • 对于随机访问的get和set，ArrayList要优于LinkedList
  • 对于随机操作的add和remove，ArrayList并不一定比LinkedList慢 (虽然LinkedList在增删时拥有明显的优势，但是ArrayList底层由于是动态数组，因此并不是每次add和remove的时候都需要创建新数组)

• LinkedList

  • 基于链表的数据结构
  • 对于顺序操作，LinkedList不一定比ArrayList慢
  • 对于随机操作，LinkedList效率明显较低（因为使用顺序访问只是在获取迭代器的时候进行了一次折半，然而随机操作每次都要去获取）

3.6、ArrayList是线程安全的么？如果不安全，又需要安全怎么办

ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考略使用Collections.synchronizedList(list)返回一个线程安全的ArrayList类。也可以使用ConcurrentLinkedQueue()来保证安全。

3.7、对于ArrayList和LinkedList如何选择使用？

时间复杂度上：

由于ArrayList是动态数组（动态就是可以自动扩容），所以改和查有明显的优势，但是增删由于涉及到扩容效率会相对差些，但并不是每次都会去扩容，所以ArrayList的增删效率差这种说法是有一定问题的。

LinkedList是一个双向链表，会出现在删除和修改上有明显的优势，但查找和修改就有一定的劣势，所以使用LinkedList一定要使用迭代器查找（具体原因在分析源码的时候，我已经说过）。

空间复杂度上：

这个点还真的不是那么好确定的。

ArrayList的容量在10以上时，每次扩容都是上一次的1.5倍，试想如果你现在的集合容量已经很大了，但是为了存最后一个数据，就有可能再次扩容，继而浪费了很多的空间。集合越大，浪费的就越多（当然你也可以通过指定集合大小来避免出现这种问题）。

LinkedList由于需要存储相应的头信息和尾信息，所以也会出现空间的浪费，不过还好，他每次添加的时候浪费的空间比较恒定。

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想学习ArrayList源码的：

传送门走起

ArrayList源码剖析

好吧，我承认，这个集合没有什么太多的看点，丝毫没有我学习HashMap集合时候的那种兴奋（可能是因为里面没有算法吧）不过这个集合是通向List集合的大门，只有入了门，学其他两个同类的集合LinkedList、Vector才轻松，只是体系树才能更加茁壮成长呀。

不过源码真的有意思，能学到很多，特别是代码的书写方式