ArrayList扩容机制源码分析

1、先看一下ArrayList的构造方法

1-1：空参构造方法:

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}

可以看到默认的空参构造方法是赋值了一个空数组

1-2：传入默认大小/容量，构造方法

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};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);}}

当你传入的容量大于等于0，就会给你new出相对应大小的数组。不然就会抛出非法参数的异常因为扩容是需要浪费时间的性能的。所以如果你开始就知道容量大小，应当直接选择这种构造方法

1-2：传入一个Collection的集合，构造方法

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {elementData = c.toArray();if ((size = elementData.length) != 0) {// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)if (elementData.getClass() != Object[].class){elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);}} else {// replace with empty array.this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;}}

把你传入的其它类型的集合，转成ArrayList集合

2、看一下ArrayList是如何进入扩容的

看一下add()方法

public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true;}

可以看到首先就是调用了这个 ensureCapacityInternal，因为你添加一个元素，可能会出现数组越界，那这个方法就是预防这个问题的。

我们再看一下这个 ensureCapacityInternal

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}

这个里面先调用了calculateCapacity，后调用 ensureExplicitCapacity，我们依次来看

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}return minCapacity;}

这个方法就是判断，目前这个集合/数组是否为空，因为我们看到使用空参构造出来的集合/数据是空的。如果是空的话。就取默认大小和当前大小的最大值。可以看到默认容量大小是 10

上面看了calculateCapacity，我们再来看下 ensureExplicitCapacity

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount++;if (minCapacity - elementData.length > 0){grow(minCapacity);} }

这个minCapacity就是我们现在需要的容量大小，如果它大于当前的数组大小。那么就触发了grow()方法，也就是扩容方法。

3、现在我们可以来具体看一下这个 grow() 扩容方法了

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint 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);}

简单解释一下 >> 右位移，你也可以直接记住是扩大了50%

这里直接把oldCapacity当作 999

1、把 999 转化成二进制 1111100111

2、从右边去掉一位变成 111110011 就是最后的结果，转成十进制是 499

3、你可以理解成 >> 后面接几，就移除几位

通过上面的解释我们知道了新的容量大小是之前的1.5倍。如果当前所需容量大小，还是大于新的容量大小。 就直接让当前容量大小作为扩容后的大小如果新的容量要是大于默认最大值，就需要调用一下hugeCapacity方法，取Integer和当前容量的最大值

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;}

4、总结

当我们向集合里面添加一个元素的时候，就会去判断当前集合大小是否满足。因为使用无参构造方法创建的ArrayList，默认是空数组。所以需要先判断数组是否为空，如果为空的话，就取当前长度和默认长度的最大值，默认长度是10。然后判断当前所需空间是否大于数组的空间，如果不大于就不需要进行扩容了。如果大于则需要进去扩容。新的长度大小，是在旧的基础上加上旧长度的0.5倍。使用向右位移一位计算出来的。如果新计算的长度还是小于当前需要的长度，就直接让新的长度等于当前所需长度。最后得出的新长度要和最大的数组长度对比。如果大于最大长度。就需要让新长度和最大长度比较，大于最大长度，就让新长度等于Integer的最大值，否则就让新长度等于数组最大长度。最后一步，得出了新的长度，调用Arrays.copyOf，生成新的数组。

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