1 简介
ArrayList是用数组实现的，并且它是动态数组，也就是它的容量是可以自动增长的，看下面的类声明可知道它实现了众多接口，比如List，RandomAccess，Serializable，Cloneable
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
- 实现RandomAccess接口：所以ArrayList支持快速随机访问，本质上是通过下标序号随机访问
- 实现Serializable接口：使ArrayList支持序列化，通过序列化传输
- 实现Cloneable接口：使ArrayList能够克隆
2 底层关键
transient Object[] elementData;
ArrayList底层本质上是一个数组，用该数组来保存数据
transient:Java关键字，变量修饰符，如果用transient声明一个实例变量，当对象存储时，它的值不需要维持。换句话来说就是，用transient关键字标记的成员变量不参与序列化过程。
Java的serialization提供了一种持久化对象实例的机制。当持久化对象时，可能有一个特殊的对象数据成员，我们不想用serialization机制来保存它。为了在一个特定对象的一个域上关闭serialization，可以在这个域前加上关键字transient。当一个对象被序列化的时候，transient型变量的值不包括在序列化的表示中，然而非transient型的变量是被包括进去的。
3 构造函数
-
ArrayList()：默认构造方法，构造一个初始容量为0的列表
public ArrayList() {
//无参构造器默认构造一个空数组
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
-
ArrayList(int initialCapacity)：构造一个具有指定初始容量的空列表
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
//如果初始化容量大于零，则新建一个数组容量为initialCapacity
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
//如果初始化容量等于零，则新建一个数组容量为空
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
//小于零时报异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
-
ArrayList(Collection<? extends E> c):创建一个包含collection的ArrayList，返回的元素是按照该 collection 的迭代器在返回它们的顺序排列的（具体是在Collection的toArray()方法中）
//创建一个包含collection的ArrayList
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
//返回包含此 collection 中所有元素的数组，元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
//如果数组长度不等于0（就是有数据）
if (elementData.getClass() != Object[].class)
//复制elementData数组，截取或用 null 填充（如有必要），以使副本具有指定的长度，并返回Object[]类
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
4 工具类
-
trimToSize(): 将当前容量值设为实际元素个数
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
//相当于缩小了容量
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
-
public void ensureCapacity(int minCapacity):扩容方法，ArrayList每次新增元素都会进行容量大小检测判断，若新增的后元素的个数会超过ArrayList的容量，就会进行扩容满足新增元素的需求
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
int minExpand = (elementData != EMPTY_ELEMENTDATA)
? 0
//默认构造情况下，elementData 是空的，所以minExpand为10
: DEFAULT_CAPACITY;
if (minCapacity > minExpand) {
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
}
接下来看ensureExplicitCapacity()，
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
// 数据结构发生改变，和fail-fast机制有关，在使用迭代器过程中，只能通过迭代器的方法（比如迭代器中add，remove等），修改List的数据结构，
// 如果使用List的方法（比如List中的add，remove等），修改List的数据结构，会抛出ConcurrentModificationException
modCount++;
if (minCapacity - elementData.length > 0)
//当前数组容量大小不足时，才会调用grow方法，自动扩容
grow(minCapacity);
}
实际上扩容的方法grow()
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 新的容量大小 = 原容量大小的1.5倍，右移1位并相加本身近似于1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
//溢出判断
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);
}
1.5倍的神秘规律：因为一次性扩容太大(例如2.5倍)可能会浪费更多的内存
1.5倍：最多浪费33%
2.5倍：最多会浪费60%
3.5倍：则会浪费71%
但是一次性扩容太小，需要多次对数组重新分配内存，对性能消耗比较严重。所以1.5倍刚刚好，既能满足性能需求，也不会造成很大的内存消耗。
未完
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