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第1部分 ArrayList介绍
ArrayList简介
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 继承了AbstractList，实现了List。它是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在ArrayList中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。稍后，我们会比较List的“快速随机访问”和“通过Iterator迭代器访问”的效率。
ArrayList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆。
ArrayList 实现java.io.Serializable接口，这意味着ArrayList支持序列化，能通过序列化去传输。
和Vector不同，ArrayList中的操作不是线程安全的！所以，建议在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。
ArrayList构造函数// 默认构造函数
ArrayList()
// capacity是ArrayList的默认容量大小。当由于增加数据导致容量不足时，容量会添加上一次容量大小的一半。
ArrayList(int capacity)
// 创建一个包含collection的ArrayList
ArrayList(Collection<? extends E> collection)ArrayList的API ArrayList的API
// Collection中定义的API
boolean add(E object)
boolean addAll(Collection<? extends E> collection)
void clear()
boolean contains(Object object)
boolean containsAll(Collection<?> collection)
boolean equals(Object object)
int hashCode()
boolean isEmpty()
Iterator<E> iterator()
boolean remove(Object object)
boolean removeAll(Collection<?> collection)
boolean retainAll(Collection<?> collection)
int size()
<T> T[] toArray(T[] array)
Object[] toArray()
// AbstractCollection中定义的API
void add(int location, E object)
boolean addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
E get(int location)
int indexOf(Object object)
int lastIndexOf(Object object)
ListIterator<E> listIterator(int location)
ListIterator<E> listIterator()
E remove(int location)
E set(int location, E object)
List<E> subList(int start, int end)
// ArrayList新增的API
Object clone()
void ensureCapacity(int minimumCapacity)
void trimToSize()
void removeRange(int fromIndex, int toIndex)第2部分 ArrayList数据结构
ArrayList的继承关系
java.lang.Object
↳ java.util.AbstractCollection<E>
↳ java.util.AbstractList<E>
↳ java.util.ArrayList<E>
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}ArrayList与Collection关系如下图：
ArrayList包含了两个重要的对象：elementData 和 size。
(01) elementData 是"Object[]类型的数组"，它保存了添加到ArrayList中的元素。实际上，elementData是个动态数组，我们能通过构造函数 ArrayList(int initialCapacity)来执行它的初始容量为initialCapacity；如果通过不含参数的构造函数ArrayList()来创建ArrayList，则elementData的容量默认是10。elementData数组的大小会根据ArrayList容量的增长而动态的增长，具体的增长方式，请参考源码分析中的ensureCapacity()函数。
(02) size 则是动态数组的实际大小。
第3部分 ArrayList源码解析（JDK1.8）
add(E e) 方法
//添加一个对象到尾部
public boolean add(E e) {
//确保当前容量足够，不够则进行扩容操作
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//设置值e
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//ArrayList为空时，容量直接扩容为10
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//当前需要容量不足DEFAULT_CAPACITY（10）时，直接扩为10
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
//确保得到明确需要新容量
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
//“发生结构”时+1，防止遍历元素时，发生结构变更，则抛错。
modCount++;
// 需要容量大于当前容量时，执行扩容操作
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}扩容规则
//minCapacity 当前需要的最小容量
private void grow(int minCapacity) {
// 当前容量
int oldCapacity = elementData.length;
//新容量=当前容量+当前容量的1／2
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//当新容量还是小于minCapacity时，则直接扩从至minCapacity大小
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//当newCapacity大于MAX_ARRAY_SIZE(Integer.MAX_VALUE - 8)时
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
// 容量过于巨大，需判断是否发生溢出
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
// 本质还是调用Arrays内方法，完成对数组的操作！
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // 发生内存溢出，
throw new OutOfMemoryError();
//未发生溢出，则返回 Integer.MAX_VALUE 或 MAX_ARRAY_SIZE
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}（1）对于空的ArrayList，首次添加元素的时候，就会直接扩容至10
（2）所需容量大于当前容量时，进行扩容，扩容至当前容量的1.5倍
（3）如果扩容完后还是所需容量还是大于当前容量，直接扩容至所需容量
clear方法
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}置elementData中的所有值为null，注意不会更改elementData的大小，如果需要释放，需要调用trimToSize方法